Le test toxinique : une méthode de phénotypage pour l'étude de l'interaction Hevea brasiliensis x Corynespora cassiicola

Tran Dinh Minh. 2016. Le test toxinique : une méthode de phénotypage pour l'étude de l'interaction Hevea brasiliensis x Corynespora cassiicola. Montpellier : Université de Montpellier, 256 p. Thèse de doctorat : Biologie intégrative, diversité et amélioration des plantes (BIDAP) : Université de Montpellier

Thèse

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Encadrement : Pujade-Renaud, Valérie

Résumé : Hevea brasiliensis est la seule source commerciale du caoutchouc naturel. La maladie CLF (Corynespora Leaf Fall) provoquée par le champignon Corynespora cassiicola est une pathologie foliaire de l'hévéa importante en Asie et en Afrique. Les épidémies sont liées au développement de nouvelles variétés clonales très sensibles. Une méthode conductimétrique de phénotypage de la réponse de l'hévéa aux exsudats de C. cassiicola (filtrats de culture ou toxine purifiée) a été développée et caractérisée. Ce test toxinique, sans contact direct avec le champignon lui-même, peut être mis en oeuvre sans risque sur les plantations. Après application de gouttes d'exsudats sur des folioles détachées d'un génotype d'hévéa, deux mesures de conductivité C1 et C2 sont réalisées avant et après autoclavage, et le pourcentage de fuite d'électrolyte dû au traitement, %FE = 100*C1/C2, est calculé. L'influence de différents facteurs tels que le stade foliaire et la durée d'incubation, a été précisée. Une corrélation positive a été trouvée entre les réponses au test toxinique et à l'inoculation par des conidies du champignon. La pertinence de la correction de C1 par C2 a été analysée. Deux études du test toxinique ont été réalisées pour une série de clones d'hévéa, d'une part en France avec des plantes en pots cultivées en serre, et d'autre part en Côte d'Ivoire, dans les conditions normalement envisagées pour ce test, avec des folioles provenant de jardins à bois de greffe. La répétabilité entre ces deux études est imparfaite mais néanmoins satisfaisante. Le critère %FE est apparu plus sensible et plus précis que la mesure de la surface de nécrose induite (SN). Une variabilité importante de la sensibilité des clones et de l'agressivité des exsudats a été observée, avec l'existence d'interactions. L'analyse du déterminisme génétique de la réponse au test toxinique a été me née par détection de QTL sur deux populations de la famille biparentale d'hévéa PB260 x RRIM600, analysées sur deux sites en Côte d'Ivoire. Une carte génétique a été construite au préalable avec 308 marqueurs SSR. Le phénotypage des deux populations a révélé un déterminisme polygénique, sans effet monolocus majeur, avec, pour l'ensemble des exsudats fongiques étudiés, 13 QTL répartis sur 10 groupes de liaison et présentant des pourcentages d'explication R 2 variant de 10 à 20 %. Sur les deux sites, deux QTL ont été identifiés conjointement pour le filtrat CCP et pour la toxine Cas1 purifiée à partir du filtrat CCP, démontrant l'importance de Cas1 pour la toxicité de ce filtrat. Des corrélations positives entre certains filtrats ont été observées, avec des profils de réponse similaires et des QTL communs Le test toxinique pourrait remplacer avantageusement la méthode d'inoculation conidienne. Cependant, la valeur prédictive du test pour la sensibilité des clones d'hévéa à la maladie CLF en plantation reste à caractériser. Une meilleure connaissance de l'épidémiologie du pathosystème H. brasiliensis x C. cassiicola contribuerait à l'objectif de sélection, et plus largement à la conception de méthodes de lutte ou d'évitement.

Résumé (autre langue) : Hevea brasiliensis is the only co mmercial source of natural rubber. The CLF (Corynespora Leaf Fall) disease caused by the fungus Corynespora cassiicola is an important foliar pathology of the rubber tree in Asia and Africa. The disease progression is related with the development of new highly sensitive clonal varieties. A phenotyping method based on the measurement of electrolyte leakage in response to C. cassiicola exudates (culture filtrates or purified toxin) was developed and characterized. This test, without direct contact with the fungus itself, can be implemented without risk for plantations. After application of exudate samples on detached leaflets, conductivity is measured before (C1) and after (C2) autoclaving, and the percentage of electrolyte leakage %FE=100*C1/C2 is calculated. The influence of different factors such as leaf stage or the duration of incubation has been clarified. A positive correlation was found between the responses to the toxin test and to conidial inoculation. The pertinence of C1 correction by C2 was analyzed. Two toxin test studies have been carried out for a set of rubber clones, in France, with potted plants in greenhouse, and also in Ivory Coast, under the conditions normally considered for this test, with leaflets from budwood gardens. Repeatability between these two experiments was not perfect but nevertheless satisfying. The %FE character was found more sensitive and accurate than surface necrosis (SN) measurement. A significant variability in clone susceptibility and treatment virulence was observed, with clone x treatment interactions. The genetic determinism of sensitivity to C. cassiicola exudates was analyzed using the toxin test, by QTL detection on two populations of the biparental rubber family PB260 x RRIM600, in two field trials in Ivory Coast. A genetic map was previously built, using 308 SSR markers. Phenotyping of the two progeny populations revealed a polygenic determinism, without major monolocus effect. Over all the fungal exudates, 13 QTL distributed over 10 different linkage groups were identified, with percentages of explanation R 2 varying from 10 to 20 %. On both sites, two QTL have been identified jointly for both the culture filtrate CCP and the toxin Cas1 purified from CCP. Positive correlations have been observed between some of the filtrates, with similar response profiles and common QTL. The toxin test could usefully replace the conidial inoculation method. However, the value of the test for predicting rubber clones susceptibility to the CLF disease in field conditions remains to be better characterized. Better understanding of the epidemiology of the H. brasiliensis x C. cassiicola pathosystem would contribute to the breeding objective, and more broadly to the design of control or avoidance methods.

Mots-clés Agrovoc : Hevea brasiliensis, Corynespora cassiicola, test biologique, relation hôte pathogène, locus des caractères quantitatifs, carte génétique, microsatellite, conductimétrie, effecteur moléculaire, phénotype, génotype, technique analytique