[PDF] Les mécanismes de défense des plantes

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Les mécanismes de

défense des plantes

ALIA DELLAGI

PROFESSEURE À AGROPARISTECH

InstitutJean-Pierre Bourgin,

INRAE Versailles, FRANCE

Claude Bernard Paris 5ème

Plateau de Saclay2022

Alia DELLAGI

4X·HVP-ŃH TXH O·LPPXQLPp"

XDéfinition 1:

Ensemble des mécanismes de défense d'un organisme contre les éléments étrangers à l'organisme, en particulier les agents infectieux (virus, bactéries ou parasites).

XDéfinition 2:

Droit de bénéficier d'une dérogation à la loi commune; privilège.

IH SULYLOqJH Q·HVP SMV GRQQp j PRXV

Sharma et al. Front. Sustain. Food Syst., 2019

Tolérance de différentes variétés de

pois-chiche à la fusariose

Tolérance de différentes variétés de

pommes de terre au mildiou

Une balance qui ne penche pas

toujours du bon côté pathogenicitédéfenses

Maladie

Une balance qui ne penche pas

toujours du bon côté pathogenicité défenses

Résistance/Tolérance

Comment ça marche?

Trois techniques de défenses

XLa parade

XLa contre-attaque

XI·HVTXLYH

http://mawashido.free.fr/jdj/esquive.htm https://fr.123rf.com/

Les barrières physiques

XApposition de callose, protéines, lignine: renforcement de la paroi

Lucas, 1998

Conidie de

champignonPapille: barrière physique

Underwoodet al. 2012

Lucas, 1998

Phytoalexines et

phytoanticipinesbarrières chimiques

Reprinted from Bednarek, P. and Osbourn, A. (2009). Plant-Microbe Interactions: Chemical Diversity in Plant Defense. Science. 324: 746-748with permssion from AAAS.

Les composésantimicrobiens

peuventêtrepréformés (Phytoanticipines) ouinduits (Phytoalexines)

Avoine

Les barrières chimiques

XLes avenacinesqui confèrent une résistance au piétin échaudage chez

O·MYRLQH

3URGXŃPLRQ G·avenacine

Kazanet Gardiner2017

Papadopoulouet al 1999

03/nbi-pgc031808.php

Gaeumannomycesgraminis

Avoine5MŃLQHV G·MYRLQH

produisant des avenacines Anne

Osbourndécouvre

lesavenacines

Trois catégories de défenses

XPlusieurs phytoanticipinesont été

trouvées

XLes champignons peuvent les

dégrader

Cas de la résistance race spécifique

Comment ça marche?

HaroldHenryFlor(1900²

1991)proposeune

hypothèseexpliquant larésistancerace spécifique

Hypothèse simple: clé serrure

XGénotype de O·MJHQP pathogène

XGénotype de plante

Rr Avr avr

F·HVP OM UpVLVPMQŃH JqQH SRXU JqQH

XRésistance

XGénotype de O·MJHQP pathogèneRr

Avr avr

Le modèle gène pour gène

XInteraction directe effecteur /protéine R

Effecteur injecté

HaroldHenryFlor(1900²

1991)proposeune

hypothèseexpliquantla résistancerace spécifique R Avr

Le modèle gène pour gène

XInteraction directe effecteur /protéine R

Barrières

résistance

Contournement de la résistance

XSMV GH UHŃRQQMLVVMQŃH GH O·HIIHŃPHXU PXPp

Barrières

résistance

Effecteur injecté

Mutation de

O·HIIHŃPHXU

Il est non

détecté

Sensibilité

FHOM V·HVP MYpUp SOXV ŃRPSOLTXp

XLe modèle de "garde»

Beth Azar PNAS 2010;107:30:13203-13205

Sentinelles

de plante

JeffDanglpropose

O·O\SRPOqVHde

gardeexpliquantla résistancerace spécifique

Un système de défense basale sous

surveillance

XLe modèle de "garde»

Sentinelles

de plante

Garde de

la sentinelle

FHOM V·HVP MYpUp SOXV ŃRPSOLTXp

XLe modèle de "garde»

neutralisation

FHOM V·HVP MYpUp SOXV ŃRPSOLTXp

XLe modèle de "garde»

Barrières

résistance

IH PRGqOH GH JMUGH SOXV G·MGMSPMPLRQ

neutralisation

Garde de la

sentinelle : plus large spectre de résistance

Acharnement des

parasites

Un niveau de complication supplémentaire

XLe modèle de "leurre»

Barrières

résistance neutralisation Vraie sentinelle leurre a/File:Sophien_Kamoun_Royal_Society.jpg

Sophien

Kamounpropose

O·O\SRPOqVHde

leurre

Comment esquiver les TALEs?

Activation de

gènes de sensibilité

ATGCATGC

https://www.biologie.uni-

UllaBonasdécouvre

lesTALE TALE:

Transcription

Activator

Like

Effector

Un système Xanthomonas/riz

Activation de

gènes de transport de sucre

ATGCATGC

8Q V\VPqPH G·HVTXLYH ŃOH] OH UL]

Activation de

gènes de transport de sucre

CCGCATGC

Pas

G·LQIHŃPLRQ

résistance

Comment exploiter cela pour des

avancées agronomiques?

Accélération de sélection de

variétés résistantes

Arabidopsis

~ 149 NBS-

LRR genes

Riz, peuplier

pommede terre~ 400

NBS-LRR

genes

Integrated map of Rloci in related grassesRice

Luo, S., Zhang, Y., Hu, Q., Chen, J., Li, K., Lu, C., Liu, H., Wang, W. and Kuang, H. (2012). Dynamic nucleotide-binding site and leucine-rich repeat-encoding genes in the grass family. Plant Physiol. 159: 197-210.

Des gènes R à plus large spectre?

neutralisation

Contournement de la résistance

XSMV GH UHŃRQQMLVVMQŃH GH O·HIIHŃPHXU PXPp

Barrières

résistance

Effecteur injecté

Mutation de

O·HIIHŃPHXU

Il est non

détecté

Sensibilité

Des gènes R qui détectent des

effecteurs essentiels? neutralisation

Effecteur vital ne

pourra pas muter

Sélection de riz esquivant les TALEs

Activation de

gènes de transport de sucre

CCGCATGC

Pas

G·LQIHŃPLRQ

résistance

Mélanges variétaux avec gènes R

différents

Conclusion

XLes mécanismes de défense de plantes sont très diversifiés et ont encore bien des secrets à nous révéler

XDes guerres permanentes sont menées entre les plantes et leurs parasites

XMieux comprendre ces interactions et leur évolution aidera à mieux contrôler les maladies et à les anticiper grâce aux "NGS» et "bigdata»

XMerci!!

Philippe REIGNAULT

Nouvelle version à paraître en 2021

NEW EDITION

2021 !!

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