Projet ANR-13-ADAP-0003 – EFFECTOORES : Exploitation des connaissances sur les effecteurs des Oomycetes pour la recherche de résistances durables aux maladies chez les plantes cultivées
Programme : Adaptation - des gènes aux populations. Génétique et biologie de l'adaptation aux stress et aux perturbations (BIOADAPT 2013) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Pedro Mestre (UMR 1131 INRA-UdS Santé de la Vigne et Qualité du Vin, INRA Colmar)
Partenaires : Département Génétique Animale; JHI The James Hutton Institute; Santé et Agroécologie du Vignoble; Santé de la Vigne et Qualité du Vin; Laboratoire des Interactions Plantes Micro-Organismes; Universitas Dundensis; Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes
Montant : 458775.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : Trois plantes d’importance économique la tomate, le tournesol et la vigne sont affectées par le mildiou, maladie causée respectivement par Phytophthora infestans, Plasmopara halstedii et Plasmopara viticola, trois Oomycètes phytopathogènes. La généralisation de la lutte chimique pour le contrôle des maladies des plantes  a des conséquences graves sur l’environnement et sur la santé humaine. Une alternative plus respectueuse de l’environnement consiste à utiliser des variétés résistantes. Afin d’éviter que les résistances soient rapidement contournées, un enjeu majeur est la création de variétés présentant une résistance durable. En effet, l’utilisation de la résistance génétique au mildiou de la tomate a été abandonnée à cause de l’apparition de souches de l’agent pathogène les contournant; la résistance au mildiou du tournesol est menacée par l’émergence de nouveaux isolats; de nouveaux isolats de mildiou de la vigne sont apparus malgré la faible utilisation de variétés résistantes. L’identification de résistances a priori durables a ces maladies ouvrirait la voie à une stratégie de contrôle efficace, peu couteuse et respectueuse de l’environnement, qui garantirait à la fois, la quantité, la qualité et la compétitivité de ces trois productions agricoles européennes importantes.
Les protéines de résistance des plantes reconnaissent des protéines de l’agent pathogène, appelées protéines d’avirulence (Avr) et activent des réactions de défense donnant lieu à la résistance de la plante. Sur la base des connaissances d’autres pathosystèmes, les gènes Avr caractérisés chez les Oomycètes codent pour des effecteurs nommés RXLR, ce sont de petites protéines présentant un peptide signal, et des motifs conservés de type RXLR et dEER. Il est donc possible d’identifier in silico des gènes RXLR candidats par des recherches ciblées sur les séquences génomiques ou d’ADNc disponibles pour les différents agents pathogènes, ce qui a été fait chez P. infestans, et est en cours chez P. halstedii et P. viticola. Les effecteurs RXLR des Oomycètes connus constituent une famille très large dont les membres évoluent rapidement. Ce n’est pas donc surprenant que la plupart des gènes de résistance déployés individuellement contre ces Oomycetes ont été contournés. Dans ce contexte, il a été proposé d’utiliser les gènes les plus conservés du répertoire des effecteurs d’Oomycetes pour accélérer l’identification, la caractérisation fonctionnelle et le clonage de gènes de résistance à large spectre, potentiellement plus durables. Cette stratégie a été utilisée avec succès dans l’étude de l’interaction entre la pomme de terre et P. infestans.
Le projet proposé vise à utiliser la même stratégie pour identifier des résistances à priori durables contre les mildious des trois cultures: tomate, tournesol, et vigne; il se divise en 5 étapes :
1. Identification d’effecteurs conservés par séquençage à haut-débit d’isolats de pathogènes
2. Analyse détaillée de la variabilité des effecteurs sur des populations d’agents pathogènes
3. Analyse de l’expression des effecteurs lors de l’infection
4. Mise en évidence de la présence de gènes de résistance a priori durables par expression transitoire des effecteurs conservés chez différentes sources de résistance
5. Identification de gènes d’avirulence des agents pathogènes par expression transitoire d’effecteurs sur des plantes portant des gènes de résistance connus.
Le projet produira des connaissances sur la variabilité des effecteurs de trois Oomycètes importants ainsi que des données permettant d’aborder la génomique comparative entre pathogènes. Du côté appliqué, le projet produira des connaissances permettant une meilleure gestion de l’utilisation de variétés résistantes aux maladies : identification de nouveaux gènes de résistance a priori durables, mise en évidence de redondances éventuelles des gènes de résistance dans différents fonds génétiques, et évaluation des risques de contournement de gènes de résistance connus.