Exposé du Séminaire PPE:

Sources de résistance au nématode à kystes

Heterodera schachtii chez la betterave sucrière

Réalisé par: AILLI El Mahdi

Année académique 2012/2013

Plan: • Introduction:

• Généralité sur la BS:

• Le Nématode à kyste H.schachtii:

• la résistance des plantes:

• Source de résistance au H.schachtii:

• Conclusion:

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Introduction:

les pesticides mauvaise image dans le public

des résistances apparaître en rendant les produits

phytosanitaires inefficaces.

un nouveau outil renforcer les

moyens de défense des plantes, plutôt que de combattre

directement l’agresseur.

une solution intéressante sur les plans

scientifique et agronomique.

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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A- Origines géographiques :

L'histoire de la betterave à sucre a

commencé en 1747.

origine Asie mineure, mais certaines formes sont largement distribuées à travers la zone

méditerranéenne et l'Europe. Toutes les plantes cultivées betteraves

maritimes sauvages

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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B- Position taxonomique :

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

(N. Olof Bosemark. 2006).

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C-Caractères génétiques:

sous-genre Beta diploïde avec 2n = 2x = 18 chromosomes

B. macrocarpa, variété de la sous-espèce B.

maritima des populations diploïdes et

tétraploïdes (2n = 4x = 36).

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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D- Utilisation:

prix élevé en comparaison du pétrole et des autres

combustibles fossiles limite sérieusement son

utilisation (N. Olof Bosemark. 2006).

grande partie consommation humaine,

faible partie matière première dans des opérations de

fermentation.

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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E- Mécanismes de reproduction :

a) Mode de reproduction et pollinisation :

propagée sexuellement par des graines.

fortement auto-incompatible (pas de graines dans des conditions de stricte

isolation) (N. Olof Bosemark. 2006).

bisannuelle grosse racine charnue la première année et une tige portant des

graines la seconde.

a besoin d'une période de température (induction thermique) pour passer du

stade végétatif au stage reproductif.

b) Mode de croissance :

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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très bien adaptée aux régions tempérées,

culture d'hiver dans certaines zones plus chaudes (N. Olof Bosemark. 2006).

répond bien à l'irrigation.

La racine aucune substance toxique ou nuisible.

les feuilles l'acide oxalique problèmes (aliment du bétail).

F- Toxicologie :

G- Exigences écologiques des cycles de vie :

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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Classification du nématode à kyste de la Betterave à sucre ( d’après l’encyclopidie

Wikipédia)

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

A- Classification:

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Structure de la partie antérieure du nématode à kyste H.schachtii (D'après Vanholme et al., 2004).

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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C- biologie écologie:

Les œufs, les larves (L2) et les mâles sont dans le sol

L3, L4 et les femelles sont dans la racine (G. Bélair 2005).

abondants dans la couche 0-20 cm ( zone des racines).

La T°, l’H et la texture du sol rôle important sur la survie et la mobilité des nématodes.

dispersion : sol, plants ou semences contaminés, vent, l’eau et l’équipement agricole (Guy Bélair 2005).

les nématodes à kystes (Heterodera) Endoparasite sédentaires.

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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cycle de vie d'un nématode à kyste (REDRAWN de RADEWALD, 1978)

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

13

D- Symptômes et Dégâts:

(d’après Olivier Hermann 2004).

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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E- Prévention et lutte contre les nématodes à kystes :

utilisation de matériel végétal certifié

nettoyage de la machinerie agricole souillée de sol avant d’entrer dans un autre champ;

bon emploi de l’eau d’irrigation;

contrôle du mouvement des animaux d’un champ infesté à un autre non infesté;

élimination des m-h;

compostage des fumiers avant de les épandre au champ (Dufour et al. 2003).

Nématode à kyste

H.schachtii

Généralité sur la BS Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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A- Les variétés résistantes :

En nématologie, une plante est considérée comme

résistante aux nématodes à kyste très

fortement ou totalement le nbr de femelles formées

par rapport à un témoin non résistant (A.

BLANCHARD 2007).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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sources de résistances utilisées :

une grande spécificité (A. BLANCHARD 2007).

risque principal l'appauvrissement rapide des

ressources génétiques disponibles.

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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B-Résistances artificielles :

Si les molécules clé du succès parasitaire étaient identifiées,

cibles d'intérêt pour la création de résistances artificielles.

plantes génétiquement modifiées capables d'inhiber la mise en place du parasitisme par les nématodes.

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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C- résistance ‘Gène-pour-gène’ dans l’interaction plante-pathogène :

reconnaissance d’un AP résistance unique (gènes R) chez l'hôte et des gènes uniques au niveau du pathogène

(avirulence (Avr)) (Valerie M Williamson 1999).

gènes R protéines qui portent une structure motive

avec un motif répétitif de 20-30 acides aminés (leucine-rich

repeat (LRR)).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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20

gènes R avec LRR peuvent être divisés en deux catégories:

LRR amino-terminale extracellulaire et un ancrage membranaire,

le produit du gène R est cytoplasmique présence d'une région

conservée d'environ 260 amino-acides contenant un site de liaison

nucléotidique (NBS) et une région LRR carboxyle terminale (Valerie M

Williamson 1999).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

D- Mécanismes généraux de résistance des plantes :

a) Défense passive :

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

résistance constitutive, notamment face aux agents

pathogènes (S. KAUFFMANN et al,. 2001). 21

b) Défense active :

HR = réaction spécifique basée sur le concept gène pour gène de Flor (O. KLARZYNSKI et al., 2001.).

Les mécanismes de défense active peuvent débuter par la

réaction d’hypersensibilité (HR).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

22

i)Réaction HR:

Produit Gène

Avr

Synthèse de molécules de

défense

Résistance locale

acquise (LAR)

Autodestruction de la

cellule hôte

Produit Gène R

Résistance

systémique acquise

Signal local

toute la plante

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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E- Mécanismes moléculaires :

a) Reconnaissance de l’agent pathogène :

perception d’AP reconnaissance d’un

éliciteur spécifique ou non spécifique.

réaction HR peut être provoquée par les

éliciteurs généraux (S. KAUFFMANN et al.,

2001.).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

• molécules provenant directement de l’agent pathogène

Les éliciteurs exogènes

• molécules issues de la plante elle-même ; ils peuvent être libérés une fois que la cellule a été attaquée (A.BLANCHARD et F.LIMACHE 2005).

Les éliciteurs endogènes

b)Réponse précoce : • qlq min après la reconnaissance des éliciteurs. se manifeste

séquentiellement par

des flux ioniques à travers la membrane plasmique;

l’activation de protéines kinases, (A.BLANCHARD et F.LIMACHE 2005).

activation des protéines G généralement associées à des récepteurs membranaires;

production de formes très réactives de l’oxygène (O. KLARZYNSKI et al. 2001.).

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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F-Réponse des plantes Sensibles au nématode H.schachtii :

la résistance des

plantes

Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Source de résistance

au H.schachtii

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Le stade infectieux du

nématode pénètre dans la

racine et migre vers un

emplacement à proximité

des tissus vasculaires.

Après que l'alimentation

soit initiée le nématode

devient sédentaire et

subit trois mues pour

devenir adulte

Les femelles adultes non

mobiles commencent à

pondre les œufs (Valerie

M Williamson 1999).

syncytium site

d'alimentation des

nématodes à kystes

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A- Le gène Hs1pro-1 premier gène codant la résistance

au H.schachtii:

La protéine mature prédite de 282 amino-acides contient une région riche en

leucine à son extrémité amino-terminale, mais cela ne correspondent pas au

modèle d'un LRR (Ellis J, Jones D1998.). la séquence et la structure de Hs1

pro-1 n'est pas similaire à celle des autres protéines connues (Valerie M

Williamson 1999).

Source de résistance

au H.schachtii

la résistance des

plantes Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

La séquence d'acides aminés déduite de Hs1 pro-1 prévoit une petite protéine avec un

possible signal de séquence amino-terminale et une possible zone membranaire

s'étendant (Daguang et al.,1997).

structure protéique prédite des produits de gène cloné de résistance aux nématodes

LR indique la position d'une région riche en leucine et TM un domaine transmembranaire

possible. LZ indique une possible fermeture éclair à leucine; NBS, une région conservée qui

porte un site de liaison nucléotidique, et LRR, une région de répétition riche en leucine

(Daguang et al.,1997). 29

Les betteraves présentant une résistance complète pourraient être classés :

1 • lignées d 'addition monosomique (2n = 19) comportant le

chromosome 1 entier de la betterave sauvage,

2 • lignées d'addition de fragments (2n =19) avec un chromosome

fragmenté de la betterave sauvage

3

• une lignée euploïde (2n = 18) portant une translocation de la betterave sauvages B. procumbens englobant le locus Hs1pro-1 à la fin du groupe de liaison IV (Daguang et al.,1997).

Source de résistance

au H.schachtii

la résistance des

plantes Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

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lignées réduction des taux de transmission de

la résistance + mauvaise performance agronomique,

clonage moléculaire du gène Hs1pro-1 un important cible.

Source de résistance

au H.schachtii

la résistance des

plantes Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

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B-Le mécanisme de résistance au H.schachtii:

• la plupart des nématodes meurent à la fin J2 stade en raison de

la dégradation de la structure d'alimentation initiée

(syncytium). Dans de rares cas, les femelles se développent,

mais anormalement ayant une apparition transparente à cause

de l'absence des œufs. Ainsi, les nématodes ne peuvent pas

terminer leur cycle de vie.

Les Plantes portant le gène Hs1pro-1 montrent une réaction incompatible

entre l'hôte et le parasite.

Source de résistance

au H.schachtii

la résistance des

plantes Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

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Source de résistance

au H.schachtii

la résistance des

plantes Nématode à kyste

H.schachtii Généralité sur la BS

Ne semble pas impliquer une réaction d'hypersensibilité HR (Jung C 1998).

• La structure de produit de la Hs1 pro-1 suggère

que ce gène pourrait présenter un nouveau

mécanisme de résistance.

Conclusion:

Les lignées et les variétés exprimant une

résistance aux nématodes à kystes

Meilleure solution dans le cas où

l’infestation de la culture est très forte .

Généralité sur la BS Nématode à kyste

H.schachtii

Source de résistance

au H.schachtii résistance des

plantes:

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Merci de votre attention

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