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Nouvelles pistes pour une résistance durable du colza au champignon pathogène Leptosphaeria maculans

Nécessaire au développement de la nécrose du collet, la colonisation systémique des tiges de colza par le champignon pathogène L. maculans reste mal comprise. Des chercheurs de l’Inra ont identifié des gènes fongiques impliqués dans cette phase. Leur localisation génomique et la régulation de leur expression sont distinctes de celles des gènes concernés par la colonisation des cotylédons.

Nécrose du collet du colza, causée par le phoma. © Inra, Marie-Hélène Balesdent et Thierry Rouxel
Mis à jour le 06/04/2017
Publié le 21/03/2017

Le champignon Leptosphaeria maculans est responsable de la nécrose du collet du colza. Cette maladie, majeure chez le colza, peut entrainer des pertes de rendements supérieures à 50 %. Alors que les traitements fongicides sont peu efficaces contre ce champignon, la lutte génétique basée sur le développement de variétés de colza résistantes est incontournable.

L. maculans présente deux phases de colonisation des tissus végétaux. La première concerne les feuilles et les cotylédons de la plante et se traduit par la présence de macules. Cette phase est la mieux connue et des gènes de résistance majeurs efficaces à ce stade sont identifiés et déployés au champ. Cependant les populations de L. maculans qui évoluent rapidement, peuvent contourner ces gènes de résistance en quelques années. La seconde phase, nécessaire à l’expression de la nécrose du collet, concerne le passage du champignon dans les pétioles puis la base de la tige, lieu du développement de la nécrose finale. Durant cette phase, peu connue à ce jour, interviennent les résistances quantitatives, qui limitent la gravité de la maladie malgré la réussite de l’infection, et qui sont considérées comme polygéniques et plus durables.

Approche transcriptomique : identifier des gènes à différentes stades

Soucieux de mieux comprendre le dialogue moléculaire qui existe entre le champignon et sa plante-hôte lors de cette seconde phase, les chercheurs de l’Inra se sont plus particulièrement intéressés aux effecteurs, des protéines secrétées par le champignon et qui favorisent le processus infectieux.

Ils ont tout d'abord validé le fait qu'il était possible d'identifier, par une approche transcriptomique, les gènes fongiques exprimés lors de la colonisation de la tige de colza malgré la très faible proportion de transcrits fongiques détectés à ce stade. Ils ont ainsi pu ensuite identifier des répertoires d'effecteurs candidats spécifiquement exprimés soit lors de la colonisation de la tige, soit lors de la colonisation des cotylédons.

 

Colonisation des tissus végétaux : expression différentielle des gènes

Les scientifiques ont alors remarqué que les effecteurs candidats surexprimés lors de la phase de colonisation des cotylédons (dits «précoces ») et les ceux surexprimés lors de la colonisation de la tige (dits « tardifs ») ne partageaient pas la même localisation génomique : les régions plastiques (accessoires ou dispensables) du génome, riches en éléments répétées et pauvres en gènes, sont enrichies en gènes codant pour des effecteurs précoces, alors, qu'à l'inverse, les effecteurs tardifs sont absents de ces régions, et localisés dans des régions riches en gènes et pauvres en éléments répétées. Cette localisation différente pourrait être l’une des explications de régulation différentielle.

L’identification et l’analyse fonctionnelle d'effecteurs spécifiques de la seconde phase de colonisation du colza permettra de mieux comprendre la résistance quantitative observée au stade adulte dans certaines variétés. L'identification d'effecteurs tardifs devrait également fournir des outils pour identifier et sélectionner des variétés de colza qui possèdent de nouvelles sources de résistance, ciblant ce type d’effecteurs.

 

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre de la thèse de Julie Gervais - Identification et analyse fonctionnelle des effecteurs tardifs impliqués dans la colonisation systémique du colza par Leptosphaeria maculans. (Financement Inra, département scientifique Santé des plantes et environnement, Terres Inovia).

En savoir plus

Gervais J. et al. 2016. Different waves of effector genes with contrasted genomic location are expressed by Leptosphaeria maculans during cotyledon and stem colonization of oilseed rape. Mol. Plant Pathol. DOI: 10.1111/mpp.12464.