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
Didier.Andrivon@rennes.inra.fr / Nicolas.Mariette@rennes.inra.fr
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.
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