La maladie de la feuille jaune

La maladie de la feuille jaune

Mécanismes de résistance à Melanaphis sacchari chez le cultivar R 365

Le phénotypage au champ réalisé dans le cadre des travaux d’association mapping a permis d’identifier des clones résistants, significativement moins infestés par Melanaphis sacchari que la moyenne de l’essai. Parmi ceux-ci, un petit nombre de cultivars a été sélectionné afin de caractériser finement la résistance au laboratoire ; le cultivar R 365, qui était l’un des moins infestés pour les deux années de comptages, a également présenté les résultats les plus probants lors de tests préliminaires (caractérisation sur plantes entières, antixénose avec choix), et son niveau de résistance par antibiose et antixénose a été mesuré par rapport au cultivar témoin, MQ 76/53, qui était le plus infesté dans l’essai au champ. Les deux cultivars sont tous deux indemnes de SCYLV, ce qui a permis d’écarter une potentielle interaction entre l’attractivité de la plante pour le puceron et son statut vis-à-vis du virus.
Deux séries de tests biologiques ont été mis en place : des tests de colonisation, afin de tester la résistance par antixénose sur plantules ; et des tests de performance, afin d’évaluer la résistance par antibiose, en mesurant les ‘traits de vie’ des pucerons sur des feuilles excisées collectées au champ. Des tests complémentaires d’antibiose ont été réalisés pour une autre espèce de puceron présente sur canne à sucre à la Réunion, Rhopalosiphum maidis, qui est également un vecteur du SCYLV. Enfin, des mesures par électro-pénétrographie (EPG) ont été utilisées afin de caractériser finement le comportement alimentaire de Melanaphis sacchari, et tenter de déterminer la localisation tissulaire de la résistance variétale.
Les tests de colonisation ont permis de mesurer une réduction significative du nombre de pucerons présents sur les plants 8h après infestation, et un maintien de cette différence entre cultivars jusqu’à 72h après infestation, sans augmentation de cette différence. Les tests de performance ont permis de montrer une baisse du taux de survie larvaire (0.18 pour R 365 contre 0.71 pour MQ 76/53), de la durée pré-reproductive, de la fécondité et de la longévité, pour une réduction totale du rm (taux d’accroissement intrinsèque) par un facteur 4. La même tendance a été observée chez le puceron Rhopalosiphum maidis, avec une valeur de rm négative sur R 365, semblant indiquer l’impossibilité d’établir une descendance sur ce cultivar. Les tests de comportement alimentaire ont montré que la résistance portée par R 365 s’exprime à deux niveaux: dans les premières étapes de l’interaction avec le puceron, on observe une augmentation du temps nécessaire à l’établissement du puceron dans le phloème,caractérisé par l’apparition de salivation aqueuse (signal E1) ; une fois le phloème atteint,aucune ingestion passive de sève élaborée (signal E2) n’a été observée chez R 365 durant les 8 heures d’enregistrement, et ce en l’absence de différence pour la durée de salivation dans le phloème (E1).
Ces traits phénotypiques sont des caractéristiques classiques des résistances variétales aux pucerons déjà décrits dans d’autres modèles de plantes cultivées, notamment dans l’identification de gènes majeurs de résistance à l’insecte.

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Table des matières

Avant-propos
Introduction
I La canne à sucre
1. Présentation / botanique
2. Histoire de la canne à sucre
2.1 Historique de la diffusion
2.2 Historique de la sélection
3. Génétique de la canne à sucre
II La maladie de la feuille jaune
1. Généralités
2. Agent causal : le Sugarcane yellow leaf virus (SCYLV)
2.1 Historique
2.2 Caractéristiques moléculaires du virus
2.3 Diversité virale
2.4 Mode de transmission
2.5 Espèces vectrices
2.6 Gamme d’hôte
3. Melanaphis sacchari : biologie et taxonomie
3.1 Présentation
3.2 Taxonomie
4. Importance économique de la maladie
5. Résistance variétale à la maladie de la feuille jaune
III Résistance des plantes aux pucerons
1. Généralités sur les résistances
2. Interactions plante – puceron et mécanismes de résistance
2.1 Phase d’approche : signaux d’atterrissage
2.2 Premier contact : défenses du phylloplane
2.3 Première piqûre : goûtez avant d’entre
2.4 Déterminants du mésophylle : progression à couvert
2.5 Première piqûre dans le phloème : « target acquired »
2.6 Ingestion dans le phloème : tromper l’ennemi, et saboter les défenses
3. Bases moléculaires de la résistance aux pucerons
4. Bases génétiques de la résistance aux pucerons
4.1 Gènes de résistance décrits
4.2 Expression de la résistance
4.3 Résistances polygéniques
4.4 Structure des loci de résistance
IV Spécificité des résistances et diversité génétique des pucerons
1. Diversification des pucerons : radiation et spéciation écologique
2. Cycles biologiques
2.1 Cycle avec alternance d’hôte : ‘dioécie’
2.2 Cycle à un seul hôte : ‘monoécie’
2.3 Absence de reproduction sexuée : anholocyclie
3. Anholocyclie et holocyclie : succès démographique vs succès évolutif
4. Superclones : chronique d’un succès démographique
5. Biotypes et races d’hôte : menace latente
V Association Mapping chez la canne à sucre
1. Avantages et limites de l’Association Mapping
2. Faisabilité de l’Association Mapping chez la canne à sucre
3. Marqueurs moléculaires et couverture du génome de la canne à sucre
VI Objectifs de la thèse
Chapitre 1 : Génétique d’association pour la résistance à la maladie de la feuille jaune
Chapitre 2 : Mécanismes de résistance à Melanaphis sacchari chez le cultivar R 365
Chapitre 3 : Taxonomie, diversité et structuration des populations de Melanaphis sacchari .
I Développement d’une banque de loci microsatellite spécifique à Melanaphis sacchari
II Taxonomie et diversité mondiale du complexe d’espèces Melanaphis spp de la canne à sucre et espèces apparentées
III Diversité génétique et races d’hôte de Melanaphis sacchari à la Réunion
Discussion
I Génétique d’association pour la résistance à la maladie de la feuille jaune
1. Résultats
2. Perspectives
2.1 Cartographie d’un locus de résistance
2.2 Validation et approches prédictives en sélection
2.3 Lien entre résistance au vecteur et incidence de la maladie
2.4 Remarques pour conclure
II Etude de la résistance à Melanaphis sacchari chez le cultivar R 365
1. Rappel des résultats
2. Perspectives
2.1 Bases génétiques de la résistance R 365
2.2 Caractérisation fine de la résistance
III Taxonomie, diversité et structuration des populations de Melanaphis sacchari
1. Résultats obtenus
2. Perspectives
2.1 Taxonomie : le complexe Melanaphis spp
2.2 Schémas et voies d’invasion
2.3 Interactions entre diversité du puceron et variabilité des plantes hôtes
2.4 Remarques pour conclure : quel statut taxonomique donner aux groupes Melanaphis sacchari/sorghi/spp ?
Bibliographie