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BIOGER

BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - Champignons Pathogènes des Plantes

Quatre doctorants commencent leur thèse cet automne à BIOGER.

Nouvelles thèses à Bioger
Colin Clairet, Arthur Jallet et Alex Mercier ont obtenu une bourse de thèse de l’école doctorale Sciences du Végétal. Maxime Garnault a obtenu une bourse CIFRE.

Leurs travaux porteront sur les sujets suivants :

Colin Clairet

Colin Clairet

 

«Contrôle transcriptionnel et chromatinien de l’expression génique et de la pathogénie chez Leptosphaeria maculans ‘brassicae’, champignon pathogène du colza»

 

 

Encadrement Isabelle Fudal et Jessica Soyer (BIOGER)

Les champignons phytopathogènes sécrètent au moment de l’infection un arsenal de molécules, appelées effecteurs, capables de manipuler la plante hôte et de faciliter l’infection. Les gènes codant ces effecteurs sont souvent localisés dans des régions génomiques enrichies en éléments répétés, dont les éléments transposables (ETs). Cette localisation génomique des effecteurs influe sur leur évolution rapide dans les génomes, et est également impliquée dans la régulation de leur expression via un remodelage de la structure de la chromatine. Ainsi, chez L. maculans ‘brassicae’ (Lmb), ascomycète responsable de la nécrose du collet du colza, l’environnement génomique des gènes codant des effecteurs localisés dans des régions riches en ETs a un impact majeur sur leur expression : pendant la croissance mycélienne, la chromatine de l'environnement génomique abritant ces gènes est sous forme condensée (hétérochromatine), induisant leur répression. Lors de l’infection, la transition vers la pathogenèse se traduirait par une décondensation de la chromatine, rendant les promoteurs des gènes codant des effecteurs accessibles aux facteurs de transcription et entrainant leur sur-expression. Lmb présente la particularité de constituer avec des espèces proches phylogénétiquement un complexe d’espèces plus ou moins spécialisées sur colza, Lmb étant le seul organisme causant la nécrose du collet du colza et le seul dont le génome présente une alternance entre régions riches en gènes et régions riches en ETs. L’objectif de la thèse est d’identifier les modifications chromatiniennes et les facteurs de transcriptions impliqués dans le contrôle de l’expression des effecteurs deLmb. Deux stratégies seront développées en parallèle : (i) l’étude de l’influence de modifications chromatiniennes sur la régulation de l’expression génique, et (ii) la recherche de régions promotrice des effecteurs et de FTs impliqués dans la régulation transcriptionnelle des effecteurs au cours de l’infection.

 

Maxime Garnault

Maxime Garnault

 

« Composantes du risque de résistance aux fongicides anti-septoriose chez Zymoseptoria tritici et identification de stratégies anti-résistance durables »

 

 

Encadrement: Anne-Sophie Walker et Florence Carpentier (BIOGER) et Olivier David (MaIAGE, INRA Jouy)

La septoriose causée par Zymoseptoria tritici est une des principales maladies du blé, provoquant des pertes de rendements importants (jusqu'à 50%). Pour lutter efficacement contre cette maladie, les produits phytosanitaires restent utiles et nécessaires et doivent être combinés à la résistance variétale et à de bonnes pratiques agricoles. Cependant, la durabilité des fongicides est fortement limitée par la rapidité avec laquelle la résistance du pathogène apparaît et progresse dans les populations. Il est donc nécessaire de comprendre les processus qui ont conduit à la sélection et à la généralisation des résistances actuellement présentes dans les populations de Z. tritici, afin de proposer des stratégies de déploiement des fongicides plus efficaces mais surtout plus durables sur le long terme, tel que préconisé dans les plans Ecophyto et Agroécologie.
Le jeu de données « Performance » (Arvalis-INRA) rassemble annuellement 60 à 70 essais portant sur l'efficacité des stratégies de lutte à base de fongicides anti-septoriose, mis en place par différents partenaires ces douze dernières années et dans différentes régions de France. Ce jeu de données comporte des informations administratives, agronomiques, économiques, ainsi que des données sur la fréquence des résistances et l'efficacité, associées aux modalités de traitement. Ces données ont été valorisées annuellement pour piloter les recommandations de traitements.
Dans ce contexte, l’enjeu de la thèse est de prédire et gérer durablement la résistance aux fongicides chez Z. tritici. Les objectifs de la thèse seront donc (1) de caractériser l’évolution spatio-temporelles des divers phénotypes résistants en relation avec les pressions de sélection exercées par les fongicides, (2) d’identifier les stratégies anti-résistance les plus durables, et (3) d’améliorer la prédiction du risque de résistance aux fongicides chez Z. tritici.
Le travail de thèse repose sur une méta-analyse du jeu de données « Performance » et fera intervenir de nombreux outils statistiques, ainsi que des approches par modélisation.

 

Arthur Jallet

Arthur Jallet

 

«Estimation de l'effet de la sélection fluctuante sur le pathogène du blé Zymoseptoria tritici par mesure de fitness de lignées évoluées et recherche de mutations adaptatives».

  

  

Encadrement: Anne Genissel (BIOGER)

Comprendre comment les espèces évoluent et s'adaptent à leur environnement est une question centrale en Biologie Evolutive. Nous avons effectué une évolution expérimentale sur un champignon pathogène du blé (Zymoseptoria tritici), afin de comparer évolvabilité de souches naturelles soumises à sélection stable ou fluctuante. Les lignées évoluées ont été soumises à des températures fluctuantes ou constantes pendant 200 générations. Afin d'identifier les gènes et réseaux de gènes impliqués dans la réponse à la sélection, nous avons séquencé le transcriptome des souches ancêtres et des lignées évoluées à deux températures. L'objectif principal de la thèse est de tester si le régime sélectif affecte l'évolvabilité des lignées, en mesurant des paramètres de la fitness in vitro et in planta. Le second objectif est d'identifier les mutations cis-régulatrices qui peuvent être adaptatives par des approches de bioinformatique et statistique.

 

Alex Mercier

Alex Mercier

 

«Déterminants génomiques de la spécialisation à l’hôte chez le champignon phytopathogène polyphage Botrytis cinerea»

 

 

Encadrement: Muriel Viaud et Anne-Sophie Walker (BIOGER) et Pierre Gladieux (UMR BGPI, INRA Montpellier).

La grande majorité des champignons phytopathogènes sont spécialistes mais certains sont polyphages, notamment Botrytis cinerea, qui infecte plus de 1400 hôtes parmi les cultures maraîchères, viticoles et horticoles. L’analyse de la structure des populations de B. cinerea a cependant récemment révélé l’existence de populations génétiquement différenciées sur différentes plantes hôtes, suggérant une spécialisation au moins partielle, ultérieurement confirmée par des tests d’inoculations croisées. L’objectif de ce projet est d‘identifier les bases génétiques de cette spécialisation. A partir de populations sympatriques de B. cinerea, trente souches spécialisées sur différents hôtes (vigne, tomate et ronce) seront choisies et leurs génomes séquencés. Des analyses de génomique comparative seront menées afin d’identifier – sans a priori – les corrélats génomiques à la spécialisation. En parallèle, une approche ciblée visera à comparer les répertoires de petits ARN interférents dont on sait qu’ils agissent comme des effecteurs de la pathogénie chez B. cinerea. Notre projet contribuera à améliorer notre compréhension des mécanismes conduisant à l’émergence de nouvelles populations pathogènes adaptées à de nouveaux hôtes, une information essentielle pour prédire et améliorer la durabilité des agroécosystèmes.