Sources de  resistance aux nématodes à kyste Heterodera schachtii chez la betterave sucrière
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les gènes codant la résistance de la betterave à sucre vis-à-vis le nématode à kyste.

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Sources de  resistance aux nématodes à kyste Heterodera schachtii chez la betterave sucrière Sources de resistance aux nématodes à kyste Heterodera schachtii chez la betterave sucrière Presentation Transcript

  • 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: 2
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii Introduction:  les pesticides  mauvaise image dans le public  des résistances apparaître en rendant les phytosanitaires inefficaces. produits 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. 3
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii A- Origines géographiques : origine Asie mineure, mais certaines formes sont largement distribuées à travers la zone méditerranéenne et l'Europe. Toutes les plantes cultivées betteraves maritimes sauvages L'histoire de la betterave à sucre a commencé en 1747. 4
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii B- Position taxonomique : (N. Olof Bosemark. 2006). 5
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii 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). 6
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii D- Utilisation: grande partie  consommation humaine, faible partie  matière première dans des opérations de fermentation.  prix élevé en comparaison du pétrole et des autres combustibles fossiles limite sérieusement son utilisation (N. Olof Bosemark. 2006). 7
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii 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). b) Mode de croissance :  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. 8
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii F- Toxicologie :  La racine  aucune substance toxique ou nuisible.  les feuilles  l'acide oxalique  problèmes (aliment du bétail). G- Exigences écologiques des cycles de vie : très bien adaptée aux régions tempérées, culture d'hiver dans certaines zones plus chaudes (N. Olof Bosemark. 2006).  répond bien à l'irrigation. 9
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii A- Classification: Classification du nématode à kyste de la Betterave à sucre ( d’après l’encyclopidie Wikipédia) 10
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii Structure de la partie antérieure du nématode à kyste H.schachtii (D'après Vanholme et al., 2004). 11
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii 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. 12
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii cycle de vie d'un nématode à kyste (REDRAWN de RADEWALD, 1978) 13
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii D- Symptômes et Dégâts: (d’après Olivier Hermann 2004). 14
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii 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). 15
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii 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). 16
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii  sources de résistances utilisées : une grande spécificité (A. BLANCHARD 2007). risque principal  l'appauvrissement rapide des ressources génétiques disponibles. 17
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii 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. 18
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii 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)). 19
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii LRR amino-terminale extracellulaire et un ancrage membranaire, gènes R avec LRR peuvent être divisés en deux catégories: 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). 20
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii D- Mécanismes généraux de résistance des plantes : a) Défense passive : résistance constitutive, notamment face aux agents pathogènes (S. KAUFFMANN et al,. 2001). 21
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii b) Défense active : Les mécanismes de défense active peuvent débuter par la réaction d’hypersensibilité (HR). HR = réaction spécifique basée sur le concept gène pour gène de Flor (O. KLARZYNSKI et al., 2001.). 22
  • Nématode à kyste Généralité sur la BS H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii i)Réaction HR: Produit Gène Avr Résistance locale acquise (LAR) Signal local Produit Gène R Autodestruction de la cellule hôte toute la plante Résistance systémique acquise Synthèse de molécules de défense 23
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii 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.). 24
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii Les éliciteurs exogènes Les éliciteurs endogènes la résistance des plantes • molécules directement pathogène Source de résistance au H.schachtii provenant de l’agent • molécules issues de la plante ellemême ; ils peuvent être libérés une fois que la cellule a été attaquée (A.BLANCHARD et F.LIMACHE 2005). 25
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii b)Réponse précoce : • qlq min après la reconnaissance des éliciteurs. se manifeste séquentiellement par production de formes très réactives de l’oxygène (O. KLARZYNSKI et al. 2001.). activation des protéines G généralement associées à des récepteurs membranaires; l’activation de protéines kinases, (A.BLANCHARD et F.LIMACHE 2005). des flux ioniques à travers la membrane plasmique; 26
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii F-Réponse des plantes Sensibles au nématode H.schachtii : 27
  • Les femelles adultes non mobiles commencent à pondre les œufs (Valerie M Williamson 1999). Après que l'alimentation soit initiée le nématode devient sédentaire et subit trois mues pour devenir adulte syncytium site d'alimentation des nématodes à kystes Le stade infectieux du nématode pénètre dans la racine et migre vers un emplacement à proximité des tissus vasculaires. 28
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii A- Le gène Hs1pro-1 premier gène codant la résistance au H.schachtii: 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). 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). 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 29 (Daguang et al.,1997).
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii Les betteraves présentant une résistance complète pourraient être classés : 1 2 3 • lignées d 'addition monosomique (2n = 19) comportant le chromosome 1 entier de la betterave sauvage, • lignées d'addition de fragments (2n =19) avec un chromosome fragmenté de la betterave sauvage • 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). 30
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii lignées  réduction des taux de transmission de la résistance + mauvaise performance agronomique, clonage moléculaire du gène Hs1pro-1 un important cible. 31
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii B-Le mécanisme de résistance au H.schachtii: Les Plantes portant le gène Hs1pro-1 montrent une réaction incompatible entre l'hôte et le parasite. • 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. 32
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii la résistance des plantes Source de résistance au H.schachtii 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. 33
  • Généralité sur la BS Nématode à kyste H.schachtii résistance des plantes: Source de résistance au H.schachtii 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 . 34
  • Merci de votre attention 35