Résistance de la canne à sucre à la maladie de la feuille jaune et à son vecteur Melanaphis sacchari : association marqueur-trait dans une population de cultivars, mécanismes de résistance au vecteur et diversité génétique du vecteur

Fartek Benjamin. 2011. Résistance de la canne à sucre à la maladie de la feuille jaune et à son vecteur Melanaphis sacchari : association marqueur-trait dans une population de cultivars, mécanismes de résistance au vecteur et diversité génétique du vecteur. Saint-Denis : Université de la Réunion, 173 p. Thèse de doctorat : Biologie végétale : Université de la Réunion

Thèse

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Encadrement : Reynaud, Bernard

Résumé : La maladie de la feuille jaune peut entraîner d'importantes pertes de rendement chez la canne à sucre. Elle est causée par le Sugarcane yellow leaf virus (SCYLV, genre : Polerovirus, famille : Luteoviridae), qui est principalement transmis par le puceron Melanaphis sacchari (Zehntner) (Hemiptera : Aphididae). La résistance variétale étant le principal moyen de lutte contre les maladies virales, la caractérisation de sources de résistances efficaces et durables à la maladie de la feuille jaune est un enjeu majeur pour l'amélioration variétale de la canne à sucre. Au cours de cette thèse, la caractérisation la résistance à la maladie de la feuille jaune a été entreprise sous trois angles : i/ l'identification de marqueurs moléculaires associés à la résistance au SCYLV et à Melanaphis sacchari au sein du germplasm cultivé ii/ la caractérisation fine des mécanismes de résistance à M. sacchari chez le cultivar R 365 et iii/ l'évaluation de la diversité génétique des populations de Melanaphis spp. présentes sur la canne à sucre et sur Sorghum spp. L'identification de marqueurs associés à la résistance à la maladie de la feuille jaune a été réalisée par une approche d'association mapping menée sur deux panels de cultivars à la Réunion et en Guadeloupe. Ces deux panels ont été génotypés en utilisant les technologies AFLP et DArT. Leur phénotypage a été réalisé en conditions d'infestation naturelles. Ces travaux ont permis d'identifier 45 haplotypes significativement associés à la résistance à la maladie de la feuille jaune ou à son vecteur. Cinq des haplotypes associés à la réduction de l'incidence du virus ont été co-détectés dans les deux panels de cultivars. Trois haplotypes regroupent des marqueurs associés à la fois à l'incidence du vecteur et à celle du virus. La caractérisation de la résistance à Melanaphis sacchari chez le cultivar R 365 nous a permis de mettre en évidence un effet d'antixénose et un effet d'antibiose. L'étude du comportement alimentaire du puceron par EPG a montré que la résistance agissait à deux niveaux : elle augmente le temps nécessaire à l'établissement dans le phloème, puis empêche l'ingestion passive de sève élaborée durant les huit premières heures. La résistance du cultivar R 365 affecte également Rhopalosiphum maidis (Fitch) (Hemiptera: Aphididae) un autre puceron vecteur du SCYLV. L'étude de la diversité génétique a été basée sur une collecte mondiale de pucerons du genre Melanaphis collectés sur canne à sucre et Sorghum spp. Une étude morphométrique a mis en évidence plusieurs groupes de populations morphologiquement distincts, correspondant aux espèces M. sacchari et M. sorghi. Cependant, le séquençage du locus COI n'a pas permis de discriminer de façon claire les deux espèces. Nous avons développé une banque de microsatellites spécifiques de Melanaphis sacchari, qui a permis de mener l'étude de la diversité génétique des populations en utilisant 10 loci microsatellites polymorphes. La diversité a été étudiée à deux échelles. A une échelle mondiale les populations sont apparues strictement clonales, avec une faible diversité génétique intra zone géographique et une forte structuration par leur localisation géographique. A l'échelle de la Réunion, nous avons mis en évidence une structuration par l'hôte, certains génotypes se trouvant préférentiellement sur canne à sucre ou sur Sorghum verticilliflorum.

Mots-clés Agrovoc : Saccharum officinarum, Sorghum, Melanaphis, résistance aux organismes nuisibles, résistance aux maladies, virus des végétaux, variété, marqueur génétique, génotype, taxonomie, variation génétique, carte génétique