Compréhension des effets de l’environnement abiotique sur l’immunité des plantes horticoles

   Face à certains types de bioagresseurs (la plupart des insectes ravageurs, certaines bactéries et certains champignons pathogènes dont les nécrotrophes), les plantes développent des résistances dites quantitatives, en opposition à des résistances qualitatives –tout ou rien- médiées par des gènes qui codent dans la plupart des cas pour des récepteurs déclenchant la réponse hypersensible. Dans les cas de résistance quantitative, le lien entre processus de défense et résistance est complexe, difficile à appréhender et à quantifier dans la mesure où (i) la réaction de défense est quantifiée par les symptômes observés (ii) la réponse de défense implique une reprogrammation transcriptionnelle de la majorité du génome et une adaptation de la quasi-totalité des voies métaboliques primaires et secondaires, (iii) l’intensité de cette réponse dépend de la virulence de l’agresseur et (iv) ces processus physiologiques sont modulés par l’environnement abiotique avant et au cours de l’interaction hôte-bioagresseur.

   Sur le principal modèle de bioagresseur étudié, Botrytis cinerea, nous cherchons des marqueurs métaboliques de résistance et leurs variations en lien avec l’environnement abiotique (eau, azote) par une approche métabolomique et transcriptomique (Lecompte et al. 2017, Lacrampe et al., 2021, 2022). Nous avons par le passé étudié la variabilité génétique de l’hôte pour des marqueurs de résistance et prévoyons de renforcer ces aspects avec des approches GWAS permettant d’une part d’étudier le lien entre l’expression des marqueurs et les QTLs identifiés de résistance, et d’autre part d’étudier la robustesse des QTLs de résistance dans des environnements abiotiques contrastés (activités prévues sur Botrytis cinerea -Tomate et éventuellement après des tests de faisabilité Phytophthora capsici-piment dans le projet PPR CapZeroPhyto). L’accueil dans l’unité en 2023 d’un enseignant-chercheur invité permettra d’approfondir, avec des démarches couplées de métabolomique et de transcriptomique, des observations préalables sur un rôle potentiel du métabolisme du galactose dans la défense contre B. cinerea. De façon complémentaire, la signalisation hormonale joue probablement également un rôle dans l’intégration biotique x abiotique, rôle qui sera étudié via les liens entre profils hormonaux et sensibilité des plantes sur une gamme d’espèces et d’organes hôtes et dans des conditions d’environnement variées (Projet « HorNorm » soumi à l’AAP générique ANR 2023). Enfin en s’appuyant sur une démarche de modélisation fluxomique, nous étudions les variations des flux dans les différentes voies métaboliques primaires et secondaires afin d’identifier les équilibres de voies favorables à la résistance.

   Nous explorons également sur les modèles cités ci-dessus, et d’autres (oidiums sur tomate et fraisier) les effets de facteurs abiotiques sur la nuisibilité des pathogènes. L’objectif est de manipuler, dans des conditions cohérentes avec celles de la production légumière, l’irrigation et la nutrition minérale au cours du cycle de culture pour minimiser les dégâts de bioagresseurs (Abro et al., 2013, 2014, travaux poursuivis dans le cadre du projet PPR Capzerophyto). D’autres questions de même nature, davantage ciblées sur les interactions plantes-ravageurs et la modélisation, seront étudiées dans l’axe MESH.

Publications :

Abro M. A., Lecompte F., Bryone F., Nicot P. C. (2013). Nitrogen fertilization of the host plant influences production and pathogenicity of Botrytis cinerea secondary inoculum. Phytopathology, 103 (3), 261-267, https://dx.doi.org/10.1094/PHYTO-08-12-0189-R

Abro M. A., Lecompte F., Bardin M., Nicot P. C. (2014). Nitrogen fertilization impacts biocontrol of tomato gray mold. Agronomy for Sustainable Development, 34 (3), 641-648, https://dx.doi.org/10.1007/s13593-013-0168-3

Lacrampe N., Lopez-Lauri F., Lugan R., Colombié S., Olivares J., Nicot P. C., Lecompte F. (2021). Regulation of sugar metabolism genes in the N-dependent susceptibility of tomato stems to Botrytis cinerea. Annals of Botany, 127, 143-154, https://dx.doi.org/10.1093/aob/mcaa155

Lecompte F., Nicot P. C., Ripoll J., Abro M. A., Raimbault A. K., Lopez-Lauri F., Bertin N. (2017). Reduced susceptibility of tomato stem to the necrotrophic fungus Botrytis cinerea is associated with a specific adjustment of fructose content in the host sugar pool. Annals of Botany, 119 (5), 931-943, https://dx.doi.org/10.1093/aob/mcw240

Moyens et Partenariat :

Projets : CapZeroPhyto (PPR 2020-2026), projet HorNorm soumis ANR AAP générique 2023 (PRME mono équipe)

Thèse : N. Lacrampe (2018-2021), demande de bourse 2023

Collaborations : Université Avignon, INRAE UMR BFP, INRAE UR GAFL, INRAE UR Pathologie Végétale, INRAE UMR ISA