Dr. Alexia GRAU

Maladies du bois de la vigne : compréhension des mécanismes de tolérance chez la plante et étude d’effecteurs de Botryosphaeriaceae

Thèse en biologie végétale, spécialité interactions plantes microorganismes, soutenue le 13 décembre 2024, à Colmar.

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

Co-directeurs  de thèse : Dr. Romain PIERRON,  maître de conférence, Université de Haute Alsace et Dr. Mary-Lorène GODDARD, Ingénieure de recherche, Université de Haute Alsace

Le jury est composé du :

Dr. Alban JACQUES, INP-EI, PURPAN (rapporteur)

Pr. Aziz AZIZ, Université de Reims Champagne-Ardenne (rapporteur)

Pr. Mélanie MOREL-ROUHIER, Université de Lorraine (examinatrice)

Résumé :

Les dépérissements à Botryosphaeriaceae, une des trois principales maladies du bois de la vigne, sont un fléau préoccupant pour toute la filière viti-vinicole. Ils sont causés par des complexes de champignons de la famille des Botryosphaeriaceae et peuvent provoquer des symptômes variés allant de l’apparition de tigrures sur les feuilles, à la forme apoplectique qui conduit à la mort du pied. Bien qu’elles soient présentes dans les vignobles du monde entier aucun moyen de lutte véritablement efficace n’est disponible sur le marché suite au retrait de l’arsénite de sodium.

Bien qu’il n’existe aucun cépage complètement tolérant, des niveaux de sensibilité différents en fonction des variétés de vigne ont été constatés au vignoble. Le premier objectif était donc d’étudier plus précisément les interactions entre un champignon pathogène associé aux dépérissements à Botryosphaeriaceae, Neofusicoccum parvum et 3 cépages de vigne, Vitis vinifera cv. Chardonnay, Riesling (plus tolérants) et Gewurztraminer (plus sensible). Les études conduites sur entre-nœuds détachés ont permis d’établir que la cinétique de développement des symptômes nécrotiques dans le bois était la même dans les 5 premiers jours suivant l’infection. En revanche, la quantification de le l’ADN fongique par qPCR dans le bois a montré une colonisation plus rapide par N. parvum chez Riesling. Ces résultats suggèrent une meilleure tolérance à l’infection de Riesling basée sur un développement de symptômes plus faibles par rapport à la quantité de mycélium présent.

Suite à cela, une étude métabolomique mesurant la réponse à 4, 8 et 14 semaines post-inoculation par N. parvum des cépages Chardonnay et Gewurztraminer a été conduite sur des plantes en pot. Les mesures réalisées dans le bois, site de l’infection, ont montré une réponse principalement liée à la synthèse de stilbènes suite à l’infection par le pathogène fongique. Cette réponse était différente entre les cépages, Chardonnay semblant donner une réponse plus rapide et constante.

Ainsi, l’établissement de la tolérance est un mécanisme complexe qui semble impliquer un contrôle du développement des symptômes nécrotiques par l’hôte et l’établissement d’une réponse rapide et adaptée, notamment via la synthèse de polymères de stilbènes. Des études complémentaires sur le métabolisme primaire et l’établissement d’un lien entre la synthèse des métabolites et le niveau de colonisation du bois seront investigués par la suite.

En parallèle, les mécanismes d’agressivité de N. parvum ont été étudiés via la caractérisation de trois petites protéines riches en cystéines sélectionné se sur la base de leur affinité pour l’arsénite de sodium. Ces protéines se sont avérées faire partie de la famille des Cerato-platanins, NpCP1, et de la famille des Alt-a1-llike proteins, NpAA1.1 et NpAA1.2. Des homologues de ces protéines ont pu être identifiés chez d’autres pathogènes des plantes et certaines sont déjà connues comme des facteurs de virulence. Notre étude a conclu qu’il s’agissait d’effecteurs sécrétés dans le bois d’entre-nœuds détachés rapidement après le début de l’infection. Cette sécrétion était différente en fonction du cépage étudié, Chardonnay, Riesling ou Gewurztraminer. Une étude d’expression transitoire de ces effecteurs dans les feuilles de Nicotiana benthamiana et Vitis vinifera a permis de montrer l’induction d’une réponse de défense impliquant une modulation de la voie du stress oxydatif pour les 3 effecteurs ainsi qu’une synthèse de protéines PR, de STS, PAL, CHS et la modulation de protéines impliquées dans la synthèse de l’éthylène pour l’une des deux NpAA1.

La réponse plus importante chez les feuilles de V. vinifera semble refléter une coévolution de N. parvum et de son hôte, la vigne. Des études complémentaires impliquant la création de souches mutantes KO est envisagé pour investiguer davantage le rôle de ces effecteurs.

Mots clés : Maladies du bois de la vigne ; Botryosphaeriaceae ; Neofusicoccum parvum ; Vitis vinifera ; cépages ; effecteurs ; facteurs d’agressivité ; facteurs de tolérance ; métabolisme spécialisé ; arsénite de sodium