Patrons d`adaptation à la température chez l`agent du mildiou de la
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Patrons d’adaptation à la température chez l'agent du mildiou de la pomme de terre Phytophthora infestans UMR 1349 INRA - Agrocampus Ouest- Université Rennes 1 IGEPP Directeur : Denis Tagu Equipe : Résistance et Adaptation / Régine Delourme Chercheurs : 17 Enseignants chercheurs : 5 HDR : 6 Encadrant : Andrivon Didier / Mariette Nicolas UMR 1349 INRA - Agrocampus Ouest- Université Rennes 1 IGEPP Domaine de la Motte BP 35327 35653 Le RHEU CEDEX Tel : 02 23 48 51 93/ 02 23 48 51 66 [email protected] / [email protected] Contexte scientifique et enjeux Contexte scientifique: Nombre d'espèces de parasites sont fortement dépendantes du climat pour s'établir et prospérer. Le contexte actuel de changement climatique pose donc avec acuité la question de la capacité d'adaptation au sein de ces espèces, en vue de prédire ou d'anticiper leur éventuel caractère invasif. C'est en particulier le cas de nombreux parasites de plantes, dont P. infestans - agent du mildiou de la pomme de terre. Ce parasite est essentiellement biotrophe, donc strictement dépendant de son hôte pour exister dans l'environnement. Or, les différentes étapes du cycle infectieux chez cette espèce sont fortement contraintes par le climat, et en particulier la température. Si une variabilité biologique est avérée entre isolats pour la réponse thermique, elle est encore mal caractérisée du fait de difficultés expérimentales et/ou du faible nombre d'individus et /ou de conditions testés. Enjeux du stage: au plan de l'écologie, comprendre et identifier le lien entre capacité biologique, réponse climatique et capacité invasive chez un parasite majeur; au plan finalisé, fournir des éléments d'amélioration des outils de prévision du risque épidémique. Objectif et plan de recherche Objectifs: quantifier la variabilité dans les normes de réponse à la température chez P. infestans: 1) entre populations issues de zones climatiques différentes ( pays méditerranéens - Chypre, Algérie-, France, Scandinavie) 2) entre isolats au sein d'une même lignée clonale 3) entre isolats provenant d'une même zone géographique mais collectés à différents stades de l'épidémie. Plan de recherche Le stage reposera sur la caractérisation biologique de plusieurs ensembles d'isolats, via des tests en conditions contrôlées (inoculations sur folioles détachées et incubation en enceintes climatisées), dans une gamme de température (10-25°C) couvrant la zone d'activité biologique de l'espèce. Les isolats seront préalablement génotypés à l'aide d'une batterie de marqueurs microsatellites, afin d'identifier les lignées clonales et les groupes génétiques auxquels ils appartiennent. Nous nous attacherons à séparer au sein des populations les effets dûs: * à une adaptation locale aux conditions climatiques ( objectif 1) à la variabilité individuelle au sein d'un même ensemble génétique ( objectif 2) * à des effets de sélection entre clones au cours d'une même épidémie via l'augmentation d ela température en cours de saison culturale (objectif 3). Techniques Le stage reposera essentiellement sur la mesure de paramètres biologiques (période de latence, croissance des symptômes, taux de reproduction) en conditions contrôlées (chambres climatisées) sur une collection d'isolats de P. infestans présente au laboratoire et caractérisée génotypiquement. Les techniques à mettre en œuvre seront essentiellement du ressort de la microbiologie et de la pathologie végétale (cultures en conditions stériles, préparation d'inoculum, inoculation, etc...). L'analyse des données sera réalisée à l'aide du logiciel libre R. Résultats attendus Ce stage donnera des résultats importants pour l biologie des populations de P. infestans, et plus largement pour la compréhension des traits biologiques clés dans le pouvoir invasif des souches: > variation au sein d'une ou de quelques lignées clonales invasives, > réponses adaptatives au climat au cours d'une saison épidémique > patrons locaux et régionaux d'adaptation climatique. Ces résultats devraient fournir la matière d'au moins une publication scientifique à l'issue du stage. Références bibliographiques : Hamelin F.M., Castel M., Poggi S., Andrivon D., Mailleret L. 2011. Temporal heterogeneity in host availability can cause evolutionary branching of plant parasites. Ecology 92:2159-2166. (Faculty 1000) Montarry J., Andrivon D., Glais I., Corbière R., Mialdea G., Delmotte F. 2010 Microsatellite markers reveal two admixed genetic groups and an ongoing displacement within the French population of the invasive plant pathogen Phytophthora infestans. Molecular Ecology 19: 1965-1977. Montarry J., Hamelin F.M., Glais I., Corbière R., Andrivon D., 2010. Fitness costs associated with unnecessary virulence factors and life history traits: evolutionary insights from the potato late blight pathogen Phytophthora infestans. BMC Evolutionary Biology 10:283. Montarry J., Glais I., Corbière R., Andrivon D., 2008. Adaptation to the most abundant host genotype in an agricultural plant-pathogen system - potato late blight. Journal of Evolutionary Biology 21: 1397-1407. Montarry J., Corbière R., Andrivon D., 2007. Is there a tradeoff between aggressiveness and overwinter survival in Phytophthora infestans? Functional Ecology 21: 603-610. Mots clé : Adaptation, température, invasion biologique, Phytophthora infestans, fitness Résumé : Il s'agit d'analyser la variabilité existant pour la réponse à la température au sein de populations de Phytophthora infestans, agent du mildiou de la pomme de terre, via des tests d'inoculations contrôlées en conditions maitrisées ( enceintes climatisées). Nous chercherons à établir d'éventuelles différences entre génotypes, populations d'origine différentes ou populations locales collectées à différents stades d'une même épidémie, pour comprendre si - et dans quelle mesure- l’adaptation climatique est un facteur de sélection important chez ce parasite biotrophe, et contribue donc à la fitness et au potentiel invasif des isolats.
