Etude de l'impact du climat sur la résistance quantitative d'A. thaliana à S. sclerotiorum - Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Impact of climate on quantitative disease resistance of A. thaliana against S. sclerotiorum

Etude de l'impact du climat sur la résistance quantitative d'A. thaliana à S. sclerotiorum

Résumé

Climate change leads to global warming, more recurring events of heavy precipitations, and modification of winds. These modifications of the abiotic environment influence the interaction between plants and pathogens. Studies showed that temperature elevation leads to a higher susceptibility in plants, however little is known about the molecular mechanisms involved. Identification of key genes involved in the modulation of immunity by climate is however necessary to a better understanding of plant resistance within a fluctuating environment. During my thesis, I focused on the identification of genes involved in the modulation of Quantitative Disease Resistance (QDR) by the climate. To do so, I studied the genetic dependence of QDR along a trajectory simulating climate change. The QDR that takes place to counter some necrotrophic fungi is highly polygenic. QDR genes are widely unspecific to immunity and are sensitive to changes in the abiotic environment. This characteristic makes QDR an ideal system to identify key molecular actors of the modulation of immunity by climate. The study of the pathosystem composed of the model plant A. thaliana and the broad-spectrum necrotrophic fungus S. sclerotiorum allowed us to identify several of these key molecular actors. By combining transcriptomic analyses, molecular biology and bioinformatics, we highlighted a network of genes involved in resistance whose expression depends on climate as well as a NAC transcription factor family gene for which we identified the putative targets. The transcriptomic analyses also showed that a number of genes from a family of unknown function (subsequently coined PADRE for plastid movement, cadmium tolerance, calmodulin and response regulator interaction) were involved in the modulation of resistance by climate. As temperature variations lead to wind speed modifications, we also studied the effect of wind on plant resistance to pathogens. We showed that wind strongly modulated plant resistance and that higher susceptibility depended on the genotype and the frequency of the wind events.
Le dérèglement climatique se traduit par l'augmentation globale des températures de surface, l'augmentation d'épisodes de fortes précipitations et la modification des vents. Ces modifications de l'environnement abiotique ne sont pas sans conséquence pour les interactions plantes-pathogènes. Si des études ont déjà montré que l'élévation de la température pouvait rendre les plantes plus sensibles aux infections, nous ne savons encore que très peu de choses sur les mécanismes génétiques impliqués. L'identification de gènes clés impliqués dans la modulation de l'immunité par le climat est pourtant une étape nécessaire à une meilleure compréhension de la résistance de la plante dans un environnement physique fluctuant. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à l'identification de gènes impliqués dans la modulation de la résistance quantitative par le climat. Pour cela, j'ai étudié les dépendances génétiques de ce type de résistance le long d'une trajectoire de réchauffement climatique probable. La résistance quantitative des plantes qui est mise en place pour faire face à certains champignons nécrotrophes est fortement multigénique. Les gènes impliqués sont majoritairement non spécifiques à la défense et sont modulés en réponse à des fluctuations de l'environnement abiotique. Cette caractéristique fait de cette forme de résistance un système idéal pour identifier des acteurs génétiques clés dans la modulation de la résistance par le climat. L'étude du pathosystème composé de la plante modèle Arabidopsis thaliana et du champignon nécrotrophe à large spectre d'hôte Sclerotinia sclerotiorum nous a permis d'identifier plusieurs acteurs génétiques clés. En combinant analyse transcriptomique, biologie moléculaire et bioinformatique, j'ai mis en évidence un réseau de gènes impliqué dans la résistance dont l'expression est sensiblement modulée par le climat ainsi qu'une protéine de la famille des facteurs de transcription NAC pour laquelle nous avons identifié des cibles potentielles. L'analyse de données transcriptomiques a également permis d'impliquer dans la modulation de la résistance par le climat un nombre conséquent de gènes appartenant à une famille de fonction inconnue baptisée, suite à cette étude, famille PADRE (plastid movement, cadmium tolérance, calmodulin and response regulator interaction). Comme les fluctuations thermiques ont pour conséquence la modification de la vitesse du vent, je me suis également intéressée à l'effet du vent sur la résistance des plantes. J'ai montré que le vent était un facteur environnemental modulant fortement la résistance des plantes et que l'augmentation de la sensibilité constatée dépendait du génotype et de la fréquence à laquelle les épisodes venteux se répètent.
Fichier principal
Vignette du fichier
2022TOU30114.pdf (8.67 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03922774 , version 1 (04-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03922774 , version 1

Citer

Marie Didelon. Etude de l'impact du climat sur la résistance quantitative d'A. thaliana à S. sclerotiorum. Interactions entre organismes. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2022. Français. ⟨NNT : 2022TOU30114⟩. ⟨tel-03922774⟩
68 Consultations
51 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More