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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Institut Sophia Agrobiotech

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Interactions Plantes-Oomycètes

L'équipe étudie les mécanismes qui régissent les interactions entre les plantes et les microorganismes phytopathogènes afin de contribuer à la mise en place de nouveaux itinéraires phytosanitaires. Les recherches, principalement développées sur les interactions entre les plantes et les oomycètes*, visent d'une part à identifier les évènements qui régissent, chez l’agent pathogène, la mise en place et le déroulement de l’infection ainsi que les processus adaptatifs associés, et d'autre part à caractériser les réponses végétales qui conduisent au succès (sensibilité) ou à l’échec de l’infection (résistance). Ces recherches sont conduites à travers une approche pluridisciplinaire, incluant biologie cellulaire, génomique évolutive et fonctionnelle, et biochimie.

Thématique générale et objectifs

Les études s'articulent autour des projets suivants :

  • Génomique comparative du pouvoir pathogène de P. parasitica, déterminisme et évolution de la spécificité parasitaire
  • Rôle des effecteurs de Phytophthora dans la reconnaissance et la manipulation des défenses de la plante hôte
  • Voies de signalisation conduisant à la maladie des plantes
  • Compréhension des mécanismes régissant la biologie et l’écologie des biofilms d’oomycètes
  • Caractérisation des défenses des plantes. Recherche  de stimulateurs de protection (SDP)
  • Les Oomycètes en interaction : une source de nouveaux concepts en phytoprotection

Problématiques actuelles

  • Quels sont les mécanismes qui régissent le pouvoir infectieux des oomycètes ?
  • Quels sont les gènes impliqués dans la définition et l’évolution de la spécificité parasitaire de Phytophthora ?
  • Quelles sont les fonctions végétales favorisant la pénétration et l’installation de l’agent pathogène ?
  • Comment stimuler les défenses des plantes pour augmenter leur résistance aux maladies?
Sans titre

Modèles biologiques étudiés

Oomycètes :

  •  Phytophthora spp. pathogènes de solanées
  •  Phytophthora parasitica, agent pathogène hémi-biotrophe racinaire
  •  Hyaloperonospora arabidopsidis, agent pathogène biotrophe foliaire

Plantes :

  • Plante modèle : Arabidopsis thaliana
  • Plantes d’intérêt agronomique: famille des solanées (tomate)

Originalité scientifique de l’équipe

L’originalité de l’équipe est de développer simultanément des recherches sur les deux partenaires de l’interaction en conditions de sensibilité et de résistance.

De plus, les compétences intrinsèques et la structuration de l’équipe permettent l’intégration de nos différents programmes de recherche au sein d’un projet collectif qui recouvre plusieurs niveaux d’étude :

  • étude des relations structure-fonction des effecteurs de pathogénie dePhytophthora ;
  • génomique et transcriptomique comparatives sur génomes entiers ;
  • évolution de la structure des populations pathogènes en réponse à la pression de sélection imposée par les cultures ;
  • prise en compte de la dimension multitrophique des interactions (plantes-oomycètes- rhizosphère),  mise en évidence de nouvelles molécules à effet anti-oomycètes.

Partenariat scientifique et soutien de programmes

  • Collaborations nationales : Equipes INRA (SPE INRA - CNRS Toulouse, DGAP Avignon et Rennes), sélectionneurs privés (Sygenta, Vilmorin, Gautier, Rijk Zwaan, Sakata..), partenaires industriels (BayerCropScience) ; Participation au Labex Signalife.
  • Collaborations internationales : Universités de Brno (Rep. Tchèque), Halle, Tübingen, Munich, Erlangen et Giessen (Allemagne), Cordoba (Espagne), Bowling Green State (OH, USA), Corvallis (OR, USA), Riverside (CA, USA), Yangling (Chine) et Camberra (Australie); Broad Institute (MA, USA), LaFayette College (PA, USA), Indian Institute of Chemical Biology (Inde); partenaires industriels (KWS/Planta, Allemagne).
  • Coordination de Réseaux INRA SPE (GenOom, Génomique comparative des oomycètes, INDRES).

 

Application

Les recherches de l’équipe s’inscrivent dans la perspective d’applications en termes d’émergence de concepts originaux pour élaborer des outils de lutte davantage spécifiques et sélectifs contre l’agent pathogène et de création de nouvelles formes de résistance chez la plante.

Voir aussi

Les oomycètes sont des microorganismes phytopathogènes qui constituent une contrainte majeure permanente pour l'agriculture et l'environnement. Les espèces des genres Phytophthora et Pythium ainsi que certains parasites obligatoires (Bremia, Plasmopara...) sont généralement tenus pour responsables des plus grands dégâts sur les dicotylédones au plan mondial, mais provoquent également des ravages sur certaines céréales et cultures vivrières. L’ampleur des ravages causés au XIX° siècle par les oomycètes (mildious de la pomme de terre et de la vigne, gommose des agrumes) a directement contribué à l’émergence de la phytopathologie en tant que science à part entière et a façonné les bases de la phytoprotection actuelle, avec le développement des stratégies de lutte chimique et de sélection variétale.

Malgré des caractéristiques physiologiques et écologiques communes avec les champignons, les oomycètes occupent une position taxonomique particulière et sont regroupés avec les diatomées et les algues brunes au sein des Chromalvéolés, Règne qui englobe également les dinoflagellés et de nombreux parasites d’animaux (Plasmodium,Toxoplasma,Theileria...). Cette distance explique en grande partie le manque d'efficacité des fongicides traditionnels, qui sont généralement développés contre les champignons phytopathogènes. De plus, la capacité d’adaptation des oomycètes à leur environnement permet un contournement rapide des résistances génétiques introduites au champ. Il importe donc d'élucider les mécanismes qui régissent le pouvoir pathogène des oomycètes afin de développer une gestion intégrée de ces agents pathogènes pour allier phytoprotection efficace et respect de l'environnement.