Dr. Clément LABOIS

Titre :

Étude des réponses de défense de Vitis vinifera subsp. sylvestris et de facteurs d’agressivité des champignons dans le cadre des maladies du bois de la vigne.

Soutenue  le 22 décembre 2020, en visioconférence pour cause de crise sanitaire.

Directeur de thèse : Pr. Julie Chong, Université de Haute Alsace

Co-directeur de thèse : Dr. Mary-Lorène GODDARD Ingénieure de recherche, Université de Haute Alsace

Résumé :

Ces dernières années, les vignobles de France et du monde sont confrontés à la recrudescence des maladies du bois (MDB) de la vigne. Ces maladies sont à la fois à l’origine de pertes de rendement, de qualité mais elles sont surtout responsables d’une mortalité importante des ceps. Parmi ces MDB, trois principales ont été identifiées : l’esca (associée à un complexe de champignons dont Fomitiporia mediterraneae, Phaeoacremonium minimum et Phaemoniella chlamydospora), l’eutypiose (causée par Eutypa lata) et le dépérissement à Botryosphaeriaceae (associée aux Botryosphaeriaceae subsp. dont Neofusicoccum parvum (N. parvum) et Diplodia seriata (D. seriata)). Malheureusement, à ce jour, il n’existe aucun traitement efficace pour limiter, protéger et prévenir ces maladies. Il a été montré au laboratoire que la vigne sauvage (sylvestris) était moins sensible aux MDB par rapport à la vigne cultivée (vinifera). Afin de comprendre les différences de tolérances observées entre la vigne sauvage et la vigne cultivée, nous avons étudié la variation du métabolisme primaire et spécialisé par des techniques d’HLPC-MS et de GC-MS. Nous avons également étudié l’activation de gènes de défense en réponse à l’infection causée par N. parvum après inoculation de sarments détachés par une étude transcriptomique. Parallèlement à ces travaux, nous nous sommes intéressés aux mécanismes de détoxification des stilbènes par l’arsenal enzymatique des champignons N. parvum et D. seriata.

 

Nos résultats montrent que l’inoculation de N. parvum a déclenché des changements importants dans les métabolismes primaires et spécialisés du bois ainsi qu’une expression différentielle des gènes de défense. Chez les deux sous-espèces, l’infection a entraîné une forte diminution des sucres (fructose, glucose, saccharose), tandis que la teneur en sucre alcool (mannitol et arabitol) a augmenté. En ce qui concerne les acides aminés, l’infection précoce par N. parvum a déclenché une diminution de l’acide aspartique, de la sérine et de l’asparagine, et une forte augmentation de l’alanine et β-alanine. Nous avons pu observer une altération plus rapide et plus intense des teneurs en métabolites primaires chez la vigne sauvage en réponse à l’infection par rapport à la vigne cultivée. La teneur en resvératrol et en plusieurs oligomères du resvératrol a augmenté dans le bois des deux sous-espèces après l’infection. Nous avons également pu observer une augmentation de l’expression de plusieurs gènes dont la STS, la PPO et plusieurs GTS. Nous avons également observé une diminution de l’expression de gènes codant pour la biosynthèse et la perception de l’éthylène. Il semblerait que la meilleure tolérance de sylvestris aux MDB de la vigne vienne du fait que cette sous-espèce serait capable d’initier plus fortement l’induction ou la répression de certains gènes de défense, lui conférant ainsi une meilleure défense vis-à-vis des MDB. De plus, nous avons également montré que D. seriata et N. parvum étaient capables de métaboliser efficacement des formes monomériques de stilbènes (resvératrol, picéide et picéatannol) au profit – et de manière surprenante – des formes dimériques de stilbènes (notamment la δ-viniférine pourtant toxique pour les champignons) par l’intermédiaire d’enzymes extracellulaires.

 

En conclusion, notre travail montre une spécificité de réponse de la vigne sauvage par rapport à la vigne cultivée au regard de la modification du métabolisme primaire et spécialisé. Nos résultats montrent également la capacité de détoxification des stilbènes par les enzymes extracellulaires des champignons. Ces résultats pourraient expliquer à la fois la différence de sensibilité aux MDBs observées entre la vigne sauvage et la vigne cultivée mais également comment les champignons arrivent à passer au travers des défenses mises en place par la vigne.