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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Rôles joués par les métabolites spécialisés, dont les terpènes et les phénylpropanoïdes, dans la résistance à Alternaria dauci (projets Metabocar, Restox, Aldautox et Flarescad)

Rôles joués par les métabolites spécialisés, dans la résistance à Alternaria dauci
© ASuel
La résistance de la carotte à la brûlure foliaire due à A. dauci est un caractère complexe et quantitatif.

Aucun gène majeur de résistance n'a jamais été découvert. Seuls des QTL ont été mis en évidence (Le Clerc et al., 2015a), ce qui s’avère intéressant du point de vue durabilité de la résistance mais qui rend les actions de sélection plus difficiles et plus longues. Une connaissance approfondie des mécanismes de résistance et le développement d’outils d’aide à la décision pour soutenir les efforts des sélectionneurs est indispensable.
Dans ce contexte et depuis de nombreuses années, notre équipe travaille avec l'équipe Fungisem de l’IRHS pour caractériser l’interaction carotte / A. dauci (Le Clerc et al., 2015b ; Lecomte et al., 2017 ; Courtial et al., 2018) et comprendre les mécanismes de résistance impliqués.
Récemment, l’étude de la toxicité fongique a permis de décrire une nouvelle phytotoxine de type polykétide, l'aldaulactone, de montrer son lien avec le niveau d’agressivité d'A. dauci et de montrer que la résistance de la carotte à cette toxine fait partie des mécanismes de résistance de la plante (Courtial et al., 2018 ; voir aussi les résultats de l'équipe Fungisem).
En parallèle, diverses sources de résistance présentant différentes origines géographiques et génétiques ont été évaluées pour maximiser les chances d'identifier des facteurs de résistance complémentaires et envisager la combinaison de ces facteurs offrant différents modes d'action contre le pathogène. Certains QTL de résistance (rQTL) ont été identifiés dans différentes populations en ségrégation. En utilisant une approche sans a priori, la réponse métabolique de la carotte à l'infection par le pathogène a été étudiée chez quatre génotypes. En collaboration avec l'unité de recherche SVQV - Université de Strasbourg - INRA Colmar, le contenu de 14 dérivés phénylpropanoïdes s'est révélé hautement discriminant entre ces quatre génotypes résistants et sensibles (Koutouan et al., 2018). Par la suite, un phénotypage métabolique et une approche de co-localisation mQTL * -rQTL ont été mis en œuvre sur deux populations en ségrégation avec un test de corrélation entre le niveau de résistance et la teneur en métabolites dans les descendants en ségrégation. Sur cette base, neuf flavonoïdes et en particulier trois d'entre eux (apigénine 7-O-rutinoside, chrysoeriol 7-O-rutinoside et lutéoline 7-O-rutinoside) et sept terpènes (camphène, α-pinène, α-bisabolène, β- cubebène, caryophyllène, germacrène D et α-humulène) ont été proposés comme candidats pour expliquer les mécanismes sous-jacents à certains rQTL.
En utilisant une approche de puce transcriptomique microarray, certains gènes candidats codant pour un facteur de transcription de type bHLH, une UDP-glucosyltransférase et des terpène synthases ont été identifiés comme exprimés différentiellement entre les génotypes résistants et sensibles et co-localisant avec des rQTL et mQTL. Le niveau d’expression de ces gènes candidats pourrait être lié à l'accumulation de ces métabolites candidats et, par effet domino, à la résistance. Une quantification de ces métabolites au sein de plantes inoculées ou non inoculées, a clairement indiqué que ces métabolites sont principalement constitutifs, c'est-à-dire accumulés même en l'absence du champignon.
La validation fonctionnelle des gènes candidats et l'effet biologique des métabolites candidats sur le champignon sont actuellement à l'étude pour approfondir nos connaissances sur ces différents mécanismes de résistance.
*mQTL: metabolite QTL