Une avancée majeure dans la caractérisation des gènes de résistance du tournesol au mildiou

Le mildiou du tournesol est causé par l’oomycète Plasmopara halstedii, parasite ressemblant à un champignon. Cette maladie à fort impact sur le rendement en grains du tournesol est sous surveillance en Europe, où elle est en recrudescence¹ , en particulier dans le grand Sud Ouest de la France, région importante de culture du tournesol.

L’objectif des travaux de recherche est d’identifier les protéines responsables de la virulence de Plasmopara halstedii (appelées effecteurs), et de les utiliser afin d’identifier les protéines de résistance de la plante les reconnaissant (comme une clé et une serrure).
Les chercheurs ont ainsi décrit une nouvelle méthode d’expression transitoire, mise au point au Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (UMR Inra-CNRS), pour étudier le rôle d’effecteurs de Plasmopara halstedii et leur reconnaissance par des lignées de tournesol résistantes au mildiou.

Lors d’une infection naturelle, les effecteurs de l’agent pathogène sont exprimés chez la plante. Cette expression a pu être reproduite dans les feuilles de tournesol et a permis de visualiser les effecteurs de P. halstedii fusionnés à une protéine fluorescente dans les cellules de la plante.
L’effet de l’expression de ces effecteurs dans l’apparition de réactions hypersensibles (HR) dans des feuilles de tournesols résistants au mildiou a également été testé.
Quatre effecteurs de P. halstedii ont induit des réactions d’hypersensibilité uniquement dans des lignées de tournesol ayant un gène Pl de résistance au mildiou²et non dans des lignées génétiquement proches ne possédant pas le gène de résistance. De tels effecteurs doivent donc jouer un rôle dans la résistance du tournesol au mildiou orchestrée par les gènes végétaux de résistance Pl.

La HR ou hypersensibilité est une réaction caractéristique de la résistance d’une plante à l’infection, qui se traduit par une mort localisée des cellules végétales au contact de l’agent pathogène conduisant à son élimination et à la protection de la plante.

L’hypersensibilité induite par les effecteurs est un test rapide et facile comparé à une inoculation par le mildiou. Utilisé pour tester la descendance d’un croisement entre un tournesol résistant au mildiou et un tournesol sensible, il facilitera la caractérisation des gènes de résistance, dont la structure des protéines n’est pas déterminée à ce jour.

Plusieurs résistances conférées par les gènes Pl ne sont plus utilisées car elles ont été contournées (c’est-à-dire rendues inefficaces) par l’apparition de nouvelles souches virulentes de mildiou. Des effecteurs présents chez toutes les souches de Plasmopara halstedii, et donc très conservés au cours de l’évolution ont été recherchés et découverts par les chercheurs. Ces effecteurs sont donc maintenant privilégiés pour rechercher de nouvelles résistances chez le tournesol qui seraient efficaces vis-à-vis de toutes les souches de mildiou, difficiles à contourner par l’agent pathogène, et donc plus durables au champ.

^{1 Pour plus d’information sur le mildiou du tournesol, voir la revue The sunflower downy mildew pathogenPlasmopara halstedii. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mpp.12164/full
2 Les résistances du tournesol au mildiou portées par les gènesPl existent naturellement dans des variétés non cultivées, elles sont utilisées en sélection et apportées par croisement aux lignées de tournesol cultivées, afin d’augmenter leur résistance au mildiou et leur rendement.}

Voir l’article