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Thèse débutée le 1er novembre 2013 - Soutenue le 23 novembre 2016

Encadrants : Eric Grenier et Josselin Montarry

Financement : Contrat INRA/Région Bretagne

"Génomique de l’adaptation de Globodera pallida aux résistances de la pomme de terre et conséquences sur les traits d’histoire de vie du nématode"

Résumé :

L’utilisation de variétés résistantes constitue un idéal à atteindre dans l’objectif d’une agriculture durable, qui se trouve cependant limité par la capacité des pathogènes à contourner les résistances de leur plante hôte. Améliorer la durabilité des résistances implique d’être capable de prédire la vitesse d’adaptation des populations de pathogènes. Étudier leur potentiel évolutif et évaluer l’éventualité de coûts d’adaptation sont un premier pas vers cet objectif, mais l’identification des bases génétiques de l’adaptation représente une étape déterminante pour mieux comprendre et anticiper le contournement des résistances. Le nématode à kyste Globodera pallida est un pathogène important de la pomme de terre, vis-à-vis duquel un QTL majeur de résistance, GpaVvrn, a été identifié chez Solanum vernei. Cependant, la capacité des populations de G. pallida à s’adapter à cette résistance en quelques générations seulement a été mise en évidence par évolution expérimentale. Si l’amélioration des connaissances sur la dynamique et la génétique des populations de G. pallida permet d’inférer leur potentiel évolutif global, les notions permettant de prédire leur vitesse d’adaptation à GpaVvrn en conditions naturelles restent limitées. Cette étude avait ainsi pour but d’améliorer ces connaissances, en explorant deux axes complémentaires par rapport à l’objectif de prédiction de la durabilité des résistances. D’une part, nous avons étudié les traits d’histoire de vie impactés par l’adaptation afin de tester l’existence éventuelle d’un coût de virulence. Contre toute attente, nous avons mis en évidence que l’adaptation à la résistance issue de S. vernei entraînait une augmentation de la fitness des individus virulents sur hôte sensible, renforçant ainsi le risque d’une faible durabilité des résistances au champ. D’autre part, nous avons cherché à identifier les régions génomiques impliquées dans l’adaptation, par une approche originale combinant évolution expérimentale et scans génomiques sur des lignées virulentes et avirulentes. Nous avons ainsi pu identifier des régions génomiques candidates à l’adaptation à la résistance de la plante hôte, contenant des gènes codant potentiellement pour des effecteurs, et notamment des SPRYSECs, connus chez les nématodes à kyste pour être impliqués dans la suppression des défenses des plantes mais également dans la virulence du nématode. Les résultats acquis dans le cadre de cette thèse permettront à terme d’améliorer les connaissances sur les déterminants génétiques de la virulence et d’élaborer des outils moléculaires permettant de suivre les fréquences des allèles de virulence dans les populations de G. pallida, dans le but de concevoir des stratégies efficaces d’utilisation des variétés résistantes de pomme de terre maximisant leur durabilité.

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