Mécanisme de défense dépendant de Rpv3 et Rpv12 contre Plasmopara viticola

Soutenu par des fonds du Land et cofinancé par le Fonds européen de développement régional (FEDER) dans le cadre du programme INTERREG V Rhin supérieur Vitifutur.

Ce projet a été réalisé dans le cadre d'une thèse de doctorat par Birgit Eisenmann d'octobre 2015 à février 2019.

Résumé

La viticulture repose sur des cépages européens traditionnels(Vitis vinifera) très sensibles au mildiou(Plasmopara viticola). La grande sensibilité de la vigne européenne à ce pathogène nécessite l'utilisation intensive de fongicides afin d'éviter des pertes de rendement et de qualité considérables. En partant de vignes naturellement résistantes en Amérique du Nord et en Asie, une sélection intensive de nouvelles variétés de vigne résistantes aux champignons a eu lieu au cours des dernières décennies. L'objectif était de réduire le nombre de traitements phytosanitaires grâce à une résistance intrinsèque des plantes aux champignons nuisibles. Malgré les avantages économiques et écologiques évidents et la bonne qualité des produits, les variétés résistantes ne représentent que 2,4 % de la surface viticole en Allemagne. Parmi les raisons de cette très faible surface de culture de cépages résistants aux champignons figure le manque de connaissances sur les stratégies phytosanitaires adaptées à ces nouvelles variétés.

Pour promouvoir la culture de cépages résistants aux champignons, il faut disposer de connaissances détaillées sur les propriétés de résistance des variétés et sur le nombre et le moment des traitements phytosanitaires qui y sont liés, dans les conditions climatiques et météorologiques données. C'est pourquoi, dans le cadre de ce travail, des essais en champ ont été réalisés avec deux cépages résistants aux champignons (Cabernet Blanc(Rpv3) et VB Cal6-04 (Sauvignac)(Rpv3/12)). Les résultats de ces expériences montrent qu'une réduction des fongicides de 50 % à 75 % est possible sans effet négatif sur la qualité ou la quantité, en fonction des conditions météorologiques, du développement de la vigne et des loci de résistance. En outre, il a été démontré que l'absence de traitements phytosanitaires peut avoir de graves conséquences sur le rendement, la qualité et la santé des plantes.

La compréhension des mécanismes de résistance véhiculés par différents loci de résistance est essentielle pour la création de nouvelles variétés, car la combinaison de différents mécanismes de résistance réduirait la probabilité que l'agent pathogène surmonte la résistance de la plante. Afin d'obtenir plus d'informations sur les mécanismes de résistance médiés parRpv3 et Rpv12, des études microscopiques comparatives ainsi que des analyses du métabolome et du transcriptome ont été réalisées. La défense médiée par Rpv3 a été analysée plus en détail grâce à une nouvelle approche utilisée dans cette étude. Elle a consisté à étudier une réaction de défense réussie ou non dans un génotype Rpv3 par inoculation avec un isolat de P. viticola avirulent ou virulent par rapport au locus Rpv3(Fig. 1). Comme il n'existe pas de moyen rapide et routinier de générer des mutants chez la vigne, cette approche a offert une nouvelle possibilité d'acquérir de nouvelles connaissances sur la défense médiée par Rpv3 contre P. viticola. Les résultats de ce travail indiquent que la résistance médiée par les locusRpv3 et Rpv12est obtenue par deux mécanismes différents. La résistance médiée par le locus Rpv12est activée plus rapidement et plus efficacement que la défense médiée par Rpv3, ce qui entraîne une mort cellulaire plus précoce, survenue 8 heures après l'inoculation (hpi), et une forte inhibition de la croissance, qui a pratiquement stoppé le développement du pathogène en 24 hpi. Le succès de la défense médiée par Rpv3 est lié à la mort cellulaire démontrée après 24-32 hpi et à la synthèse de stilbènes toxiques, ce qui a conduit à une résistance partielle avec une croissance réduite, mais pas complètement supprimée de P. viticola.

Jusqu'à présent, seuls deux gènes de résistance impliqués dans la reconnaissance des structures pathogènes ont été décrits dans la vigne. Afin d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans la résistance médiée par Rpv3, une expérience de séquençage d'ARN a été réalisée. L'annotation fonctionnelle de la séquence protéique codée des gènes qui ont été significativement régulés à la hausse pendant la réaction de défense médiée par Rpv3 indique une fonction présumée dans le mécanisme de résistance Rpv3 en aval, après la reconnaissance des agents pathogènes.

Publications :

Eisenmann et al. (2019) : La résistance à la pyrale du pamplemousse médiée par Rpv3-1 est associée à des réponses transcriptionnelles spécifiques de l'hôte et à l'accumulation de stilbènes. In : BMC Plant Biology 19

Eisenmann Birgit (2019) : Grapevine defense responses in Rpv3- and Rpv12-dependent resistance against Plasmopara viticola and their implication for crop protection management. Thèse de doctorat

Eisenmann (2018) : Economiser les fongicides. In : La viticulture allemande

Eisenmann, Kortekamp et Bogs (2017) : Résistants contre l'oïdium.