Résumés des posters - Thème : Résistance des Plantes aux Champignons

Poster N° 1

Analyse génétique de la résistance à l'oïdium chez le génotype de melon 'PI 124112'

Marc Bardin(1), Laure Perchepied(2), Catherine Dogimont(2), Philippe Nicot(1), Michel Pitrat(2)
INRA, Centre de Recherche d'Avignon (1) Station de Pathologie Végétale et (2) Unité de Génétique et d'Amélioration des Fruits et Légumes, B.P. 94, 84143 MONTFAVET Cedex.

L'oïdium est une des maladies les plus fréquentes sur melon. Les principaux agents responsables sont Sphaerotheca fuliginea et Erysiphe cichoracearum. Pour répondre à la forte demande des producteurs, de nombreuses variétés résistantes ont été créées par les sélectionneurs, mais la stabilité de ces résistances face à la variabilité du champignon est mal maîtrisée. En effet, S. fuliginea et E. cichoracearum diffèrent dans leur virulence vis à vis de variétés de melon, et dès 1938, des races ont été décrites. Certaines races nouvellement identifiées sont capables de surmonter des gènes de résistance fréquemment utilisés en sélection. Dans ce contexte, un programme visant à construire des résistances à l'oïdium qui soient plus stables et durables dans le temps s'est mis en place. Un des objectifs de ce programme est d'étudier le déterminisme génétique de la résistance à l'oïdium dans des géniteurs d'intérêt et de cartographier ces gènes pour la création d'outils d'aide à la sélection (marqueurs).
Afin d'élucider le déterminisme génétique de la résistance de 'PI 124112' (génotype résistant à l'ensemble des espèces et races d'oïdium connues), un ensemble de 124 lignées homozygotes a été produit par la technique de 'descendance par simple graine' après un croisement avec le génotype sensible 'Védrantais'. Des disques de feuilles prélevés sur ces lignées sont inoculés par soufflage de spores des races 1, 2 et 5 de S. fuliginea et de la race 1 de E. cichoracearum. La dose d'inoculum est ajustée à une valeur moyenne comprise entre 500 et 1500 spores/cm2 après estimation par comptage sur une cellule de Mallassez placé au pied de la tour d'inoculation. Les boites sont incubées dans une chambre de culture (14h de jour à 22°C et 10h de nuit à 18°C). Les symptômes sont évalués séparément pour chaque disque selon l'échelle de notation allant de 0 = pas de sporulation à 9 = 100% de la surface du disque couvert par l'oïdium. L'évaluation est réalisée à 7, 10 et 14 jours après inoculation. Trois plantes par lignée et quatre disques par plante ont été testés par répétition et le test a été réalisé trois fois pour les lignées 1 à 25 et 2 fois pour les lignées 26 à 124. Pour l'analyse, les données exprimées en pourcentage de surface couverte par l'oïdium sont transformées en indice d'attaque: Id = 100 x [% de surface couverte sur la lignée testée / % de surface couverte sur 'Védrantais'].
L'analyse de la F1 'Védrantais x PI 124112' suggère une dominance de la résistance pour l'ensemble des races de S. fuliginea (Id < 30%). Le comportement de la F1 vis à vis de E. cichoracearum race 1 suggère une dominance incomplète (Id = 50%). La distribution des lignées selon leur niveau de sensibilité à l'oïdium suggère que la résistance obéit à un déterminisme relativement simple. Ainsi, l'analyse des ségrégations des lignées indique que la résistance aux races 1 et 2 de S. fuliginea est contrôlée par deux gènes de résistance alors que la résistance à S. fuliginea race 5 est contrôlée par un seul gène. La résistance à E. cichoracearum semble obéir à un déterminisme génétique plus complexe. Une analyse préliminaire indique que ces gènes sont organisés en cluster. Une carte génétique du croisement est en cours de construction et permettra de situer la région entourant ce cluster de gènes sur le génome. La recherche de marqueurs liés au gène majeur dominant gouvernant la résistance à la race 5 de S. fuliginea est envisagée et ces travaux devraient aboutir à la fourniture de marqueurs du gène aux sélectionneurs.

Poster N° 2

Action du fosétyl d'aluminium sur la stimulation des défenses naturelles de la vigne

Alexandra Bonomelli, Jérôme Franchel, Laurence Mercier, Marie-Claude Mauro, Michel Boulay
Laboratoire de recherche Moët & Chandon, 6 rue Croix de Bussy, 51 200 Epernay
(abonomel@moet.tm.fr)

Introduit en Europe au cours de la seconde moitié du 19ème siècle, le mildiou (Plasmopara viticola) sévit actuellement dans presque tous les vignobles du monde et constitue un problème majeur en viticulture. Le but de ce travail est d'augmenter la tolérance au mildiou du cépage Chardonnay afin de diminuer l'utilisation de fongicides au vignoble. Cet objectif entre dans le cadre de la mise en place de la viticulture raisonnée en Champagne. Pour cela, une approche basée sur l'activation des défenses naturelles de la vigne au moyen de substances élicitrices a été entreprise.
Notre étude a porté sur le fosétyl-Al ou aluminium tris-O-éthyl phosphonate. Alors qu'il est utilisé au vignoble en association avec divers fongicides de contact depuis plus de 25 ans pour lutter contre le mildiou, aucun phénomène de résistance ni de perte d'efficacité du produit n'a été signalé à ce jour. Il est de plus très rapidement dégradé dans les sols et dans la plante. Son mode d'action, très étudié dans les années 80, reste encore controversé : il agirait de manière directe contre les Oomycètes de part sa toxicité, et/ou de manière indirecte par stimulation des défenses de la plante. Les études sur la vigne réalisées jusqu'à maintenant portaient essentiellement sur les composés phénoliques et les phytoalexines. Les connaissances actuelles sur les mécanismes de défenses de la vigne et les outils disponibles nous ont conduit à chercher à identifier plus précisément les réactions de défenses induites par le fosétyl-Al. Nous avons voulu vérifier si le fosétyl-Al seul pouvait induire des défenses ou si, associé à un stress, il permettait une potentialisation des défenses. Ces études ont été abordées du point de vue biochimique (activités enzymatiques, HPLC) et moléculaire (RT-PCR quantitative en temps réel). Enfin, des tests de protection contre le mildiou et des observations microscopiques ont été effectués. Ces études ont été menées en parallèle sur un cépage de Vitis vinifera sensible au mildou (cv. Chardonnay) et sur un cépage tolérant de Vitis rupestris (cv. Rupestris du Lot).
Chez V. rupestris, une concentration importante en tannins catéchiques est détectée au niveau des feuilles saines. Après infection, on observe un faible développement des sporangiophores chez V. rupestris et une sporulation abondante chez le Chardonnay. Des protéines PR s'accumulent chez les deux cépages, ainsi que du resvératrol (principale phytoalexine de la vigne) chez le cépage tolérant, mais de manière beaucoup plus faible que suite à une exposition aux UV. La pulvérisation d'Alietteâ (produit formulé contenant 80% de fosétyl-Al) entraîne une forte réduction de la fréquence et de l'intensité de sporulation de P. viticola sur les feuilles de Chardonnay, accompagnée de l'apparition d'une réaction de type HR-like. Des anneaux de fluorescence bleu vif (probablement dûs au resvératrol) sont alors observés en lumière UV autour des stomates, lieux de pénétration de P. viticola. Chez les deux cépages, l'Alietteâ seul permet d'induire des réactions de défense (protéines PR, resvératrol) de manière faible mais significative. Appliqué en combinaison avec un autre stress, il permet de potentialiser certaines défenses.
Ce travail nous a permis d'avoir une image globale des effets du fosétyl-Al sur la vigne et servira de référence pour étudier d'autres éliciteurs potentiels.

Poster N° 3

Setting up a resistance test to Alternaria dauci of carrot by inoculation in the open field, as part of registering varieties in the National French Catalogue of Vegetable Species

Cadot Valérie (1), Boulineau François (1), Guénard Michel (2), Olivier Valérie (2), Molinero- Demilly Valérie (2)
GEVES Brion (1), Domaine de la Boisselière 49250 Brion, SNES (2) Rue Georges Morel, 49071 Beaucouzé Cedex

In order to reduce the use of pesticides on vegetables and to avoid problems of residues, breeders research more and more genetic resistant varieties to diseases. In the carrot, new varieties, tolerant to Alternaria dauci (Kühn) Groves & Skolko, causal agent of leaf blight, a widespread and very damaging disease, have been developed. Up to now, two different types of tests have been carried out : the first by natural infection in the field and the second by artificial infection in control conditions. But no test in the field, by artificial infection on leaves, have been yet developed. However, this type of test enables controlling inoculum and obtaining a real response to the disease, contrary to artificial tests in a greenhouse. This is why the GEVES*, the organisation responsible for registering new varieties to the National and European catalogues, decided to set up a resistance test to Alternaria dauci by inoculation in the open field, with two main aims :
- verify the breeder's declaration of resistance,
- introduce officially this disease resistance like a new character of distinction.
During four years, from 1997 to 2000, the susceptibility of 13 carrot cultivars to infection by Alternaria dauci was evaluated in field trials, in GEVES of Brion, with a spraying inoculation method . A specific field plot design has to be conceived to enable an uniform repartition of the fungus. Inoculum production, with different isolates from seeds, was prepared by the SNES (National Seed Testing Station).
Two inoculations were performed by spraying a suspension of spores on foliage : the first at the stage 5-6 leaves and the second two weeks later. The period of sowing and inoculation were also experimented, with a delayed sowing in 1998 compared to 1997,1999 and 2000. Likewise, 3 notations, based on visual notations of leaf blight, were tested.
During these 4 years of experimentation, the artificial infection provoked symptoms of leaf blight. However, the comparison of results show a more severe and earlier attack in 1997, 1999 and 2000, with a start at the end of August than in 1998, beginning in october. This weaker attack in 1998 could be explained by a later sowing and inoculations one month later, leading to show that inoculations must not be made too late in summer because moisture is necessary for the development of the disease. Nethertheless, the analysis of variance pointed out significant statistical differences between varieties and enabled to define 3 classes of resistance :
- the susceptible class with as reference cultivar : PRESTO.
- the intermediary class with as references : NEMO.
- The tolerant class with as references : BOLERO.
The Kendall correlation test performed on these four years showed a good stability of response for the susceptible and tolerant classes but less for the intermediary class.
About notations, it is important to do it at least 2 times, to follow the evolution and verify the correlation. The optimal period is about 5-7 weeks after the second inoculation. An earlier notation 3 weeks after inoculation is not always statistically significative. And in contrast, some problems can appear if the notation is too late in relation with new leaves growth.
Since 2000, this test of resistance has been used like official methodology for the study of new applicants to the Catalogue. BOLERO tolerance has not been overcame by the new cultivars.
* GEVES : Group for Testing and Control of Varieties and Seeds

Poster N° 4

Résistance à Bremia lactucae chez la laitue

Brigitte Maisonneuve
INRA - Unité de Génétique et d'Amélioration des Fruits et Légumes. Domaine Saint Maurice. BP94. 84143 Montfavet cedex

Bremia lactucae Regel est un Oomycète, parasite obligatoire qui se développe dans les zones de cultures de laitues de toutes les régions tempérées. Ce mildiou constitue l'une des principales menaces dans les cultures de laitue : développement rapide de la maladie, absence de traitement curatif très efficace, dégâts sur l'organe consommé dépréciant la récolte et même destruction de la culture. Pour répondre à la demande du consommateur, qui exige un produit sain et sans résidus, il faut diminuer au maximum les traitements préventifs ; par conséquent, la résistance génétique est le meilleur moyen de lutte contre ce champignon.
Depuis les années 1960, les sélectionneurs ont utilisé des gènes de résistance identifiés chez la laitue puis chez l'espèce apparentée L. serriola. Ces gènes Dm interagissent avec les facteurs de virulence du champignon selon une réaction gène pour gène. Les plantes résistantes ne présentent aucune sporulation après inoculation des cotylédons en tests artificiels. Treize gènes Dm ont été localisés sur 4 clusters du génome de la laitue. Au fur et à mesure de la culture des variétés résistantes, de nouvelles souches contournant ces résistances sont apparues ; mais aucune souche ne contourne tous les gènes de Dm1 à Dm18. Les souches les plus virulentes possèdent 12 à 13 facteurs dont certains contournent des résistances non utilisés dans les variétés commerciales. Par conséquent, le champignon semble pouvoir cumuler et garder ces gènes de virulence sans un trop grand coût et sans pression de sélection.
Les sélectionneurs ont recherché d'autres types de résistance que celles conférées par les gènes Dm1 à Dm18, plus quantitatives, dans l'espoir d'obtenir une stabilité de la résistance. Ainsi, l'espèce L. saligna a fourni R36 qui a un large spectre de résistance (BL1 à BL20 + BL22-BL23) et présente souvent, après inoculation artificielle, un jaunissement des cotylédons de quelques plantes avec une faible sporulation tardive. Mais, en Italie, une souche contournant cette résistance (BL21) est apparue assez rapidement. Ainsi toutes les résistances utilisées dans les variétés commerciales ont été contournées dans une région de culture en Europe. A l'INRA, nous travaillons sur des résistances identifiées dans plusieurs espèces de Lactuca et introgressées dans la laitue. Des résistances, issues de L. serriola et non encore utilisées dans les variétés commerciales, semblent déjà contournées par une souche. Nos résistances issues de L. saligna ont le même spectre d'efficacité que celles utilisées dans des variétés commerciales à partir de cette espèce. Mais nous disposons de résistances issues de 2 génotypes de L. virosa non contournées par le champignon. Ces résistances peuvent-elles être plus durables et comment les utiliser au mieux pour freiner le développement de souches virulentes ?
Une connaissance de la stratégie du champignon pour cumuler les facteurs de virulence permettrait de choisir les combinaisons de résistance de stabilité maximale. Mais ces études demandent un investissement non disponible à l'INRA (pas de pathologiste).
Si nos études au niveau cellulaire confirment un mode d'action différent entre les résistances issues de L. saligna et celles issues de L. virosa, un cumul des gènes concernés pourrait augmenter la durabilité des résistances. Il faudra alors construire les outils pour ce cumul : marqueurs moléculaires de la résistance de L. saligna, analyse complète du déterminisme des résistances de L. virosa (2 à 3 gènes impliqués).