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Soutenance de thèse de Rafaela Lopes-Martin

Brésil

Induction de la PAMP-Triggered Immunity par des éliciteurs d’origine différente chez Solanum tuberosum

Thèse dirigée par Florence Val, UMR Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes (IGEPP)

Résumé

L’induction des réponses de défense via la Pathogen-Associated Molecular Pattern (PAMP)-Triggered Immunity fournit à toutes les plantes un arsenal de composés antimicrobiens contre les agents pathogènes. La stimulation de ces défenses par des éliciteurs exogènes serait une stratégie pour réduire les pesticides mais ceci nécessite une meilleure compréhension des mécanismes d'induction. Cette induction pourrait dépendre de l'origine de l'éliciteur et du génotype. Deux génotypes de pomme de terre partiellement résistants à Phytophthora infestans ont été traités avec un PAMPs de P. infestans, un filtrat de culture concentré (CCF), une molécule synthétique, l’acide β-aminobutyrique (BABA) et un extrait d’Ulva spp. 48h après le traitement, les métabolites induits dans les folioles ont d’abord été comparés en métabolomique non ciblée via l’UPLC-qTOF-MSe puis par des approches de métabolomique et transcriptomique ciblées. Les résultats ont montré que (i) chaque éliciteur induit une reprogrammation spécifique du métabolome : le BABA et le CCF ont induit les benzylisoquinoléine alcaloïdes et l'extrait d'Ulva, les stérols alcaloïdes et les phénylpropanoïdes ; (ii) l'analyse des transcrits a partiellement confirmé ces inductions; (iii) la signalisation dépend de la voie du JA pour l’extrait d'Ulva, et de la voie du SA pour le BABA et le CCF ; (iv) l’abondance de certains métabolites est génotype-dépendant. Nos résultats suggèrent que l’induction des composés antimicrobiens dépend de l'interaction éliciteur/génotype et de la perception spécifique de l’éliciteur. Afin d'améliorer leur efficacité sur le terrain, une attention particulière doit être portée à la signature métabolique de défense générée par chaque éliciteur.

Mots clés : BABA, composés antimicrobiens, extrait d’Ulva, PAMPs de P. infestans, pomme de terre

Abstract

The induction of response defences via the Pathogen-Associated Molecular Pattern (PAMP)-Triggered Immunity provides all plants an arsenal of antimicrobial compounds against pathogens. Stimulation of these defences by exogenous elicitors could be a strategy to reduce the pesticides but this requires a better understanding of the induction mechanisms. This induction could depend on both the origin of the elicitor and the genotype. Two potato genotypes partially resistant to Phytophthora infestans were treated with a PAMPs from P. infestans, the Concentrated Culture Filtrate (CCF), a synthetic molecule, the β-aminobutyric acid (BABA); and an Ulva spp extract. 48h after treatment, the induced metabolites in the leaflets were first compared by a non target metabolomic using a UPLC-qTOF-MSe, then through targeted metabolomic and transcriptomic approaches. The results showed that (i) each elicitor induced a specific metabolic profile reprogramming: the BABA and the CCF induced the benzylisoquinoline alkaloids and the Ulva extract, the alkaloid sterols and phenylpropanoids; (ii) the transcript analysis partially confirmed these inductions; (iii) the signalling depended on the JA pathway for the Ulva extract while it is rather SA pathway-dependent for the BABA and CCF; (iv) the abundance of several antimicrobial metabolites was genotype-dependent. Our results suggest that the induction of the antimicrobial compounds depends on the elicitor/genotype interaction and on the specific perception of the elicitor. In order to improve their efficiency in the field, special attention should be paid on the defence-related metabolic print generated by each elicitor.

Keywords:BABA, antimicrobial compounds, Ulva extract, PAMPs of P. infestans, potato