Academic literature on the topic 'Stimulateur des défenses'

Au cours des dernières décennies, les avancées spectaculaires de nos connaissances sur les mécanismes impliqués dans la résistance induite chez les plantes ont favorisé le développement d’initiatives visant à valoriser la stratégie de défense naturelle des plantes dans un contexte conjuguant la préservation de l’environnement et la production intensive de produits agricoles. Aujourd’hui, un nombre croissant de formulations contenant des stimulateurs des défenses naturelles (SDN) en tant que matière active arrive sur le marché et il est raisonnable de croire que de plus en plus de molécules inductrices de résistance seront disponibles dans un futur proche. Un SDN est une molécule biologique capable de déclencher les événements moléculaires, biochimiques et cytologiques menant à l’expression de la résistance chez une plante. Il s’agit donc d’une sorte de « vaccin » susceptible d’activer le « système immunitaire » de la plante de telle sorte qu’une plante initialement sensible à un agent pathogène devienne résistante. Si le chitosane est connu depuis plusieurs années, d’autres SDN d’origines variées ont récemment été découverts et certains d’entre eux ont été commercialisés. Tels sont les cas, par exemple, du Iodus40®, un polymère de β-1,3-glucanes isolé d’une algue brune, du Messenger®, dont la matière active est un peptide bactérien, ou du Stifénia® qui contient des extraits de fenugrec, une légumineuse africaine. L’exploitation de la résistance induite en agriculture biologique ou en agriculture raisonnée (alternance entre la lutte biologique et la lutte chimique) est une stratégie qui offre de grandes promesses d’avenir, car elle est essentiellement fondée sur la stimulation des mécanismes naturels de défense des plantes. Il est cependant évident que des recherches sont encore nécessaires pour démontrer que cette approche 1) n’engendre aucun risque pour le consommateur (allergies ou autres désordres); 2) ne cause pas de baisses de rendement; 3) ne présente pas une trop grande variabilité en termes de performance; et 4) n’est pas trop onéreuse en comparaison avec une approche de lutte chimique.

Après avoir été longtemps dépendante des pesticides, l’agriculture mondiale est aujourd’hui frappée par un courant qui favorise des pratiques plus durables et plus respectueuses de l’environnement. Pour répondre à ces nouvelles exigences, les agriculteurs doivent se tourner vers l’exploitation et la rentabilisation des ressources naturelles par le biais de pratiques agricoles combinant la performance et la protection des cultures à un moindre coût écologique. Dans ce contexte, le développement de molécules biologiques capables de stimuler les défenses naturelles des végétaux (SDN) est une stratégie qui attire de plus en plus l’attention. Une molécule SDN est un éliciteur susceptible de déclencher une série d’évènements biochimiques menant à l’expression de la résistance chez la plante. La perception du signal par des récepteurs membranaires spécifiques et sa transduction par diverses voies de signalisation conduisent à la synthèse et à l’accumulation synchronisée de molécules défensives parmi lesquelles certaines jouent un rôle structural alors que d’autres exercent une fonction antimicrobienne directe. Les barrières structurales contribuent à retarder la progression de l’agent pathogène dans les tissus de la plante et à empêcher la diffusion de substances délétères telles des enzymes de dégradation des parois ou des toxines. Les mécanismes biochimiques incluent, entre autres, la synthèse de protéines de stress et d’inhibiteurs de protéases ainsi que la production de phytoalexines, des métabolites secondaires ayant un fort potentiel antimicrobien. Les progrès remarquables accomplis ces dernières années en termes de compréhension des mécanismes impliqués dans la résistance induite chez les plantes se traduisent aujourd’hui par la commercialisation d’un nombre de plus en plus important de SDN capables de stimuler le « système immunitaire » des plantes en mimant l’effet des agents pathogènes.

Le manioc (Manihot esculenta Crantz) est une plante pluriannuelle cultivée dans les régions tropicales de la plupart des pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique Latine. Il contribue fortement à la sécurité alimentaire. L’objectif de cette étude est d’analyser le comportement des polyphénoloxydases (PPO), de la peroxydase (POX) et des composés phénoliques chez trois variétés de manioc au cours de leur induction au Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester (BTH) vis-à-vis de C. gloeosporioides. L’induction de résistance a été évaluée par des PPO , de la POX et de la teneur en composés phénoliques totaux solubles accumulés avant et après l’inoculation (I) par C. gloeosporioides, la stimulation (St) par BTH et de la stimulation suivie de l’inoculation (St+I). Avec les différents traitements, on note une augmentation progressive et significative (p<0,05) de l’activité de ces enzymes et des teneurs en phénols dans les feuilles et les tiges chez les trois variétés. Ces résultats montrent bien que le BTH stimule les mécanismes de défenses des plantes de manioc, bien que ces mécanismes diffèrent en fonction des variétés. English title: Evaluation of polyphenoloxidase and peroxidase activities and accumulation of phenolic compounds in the resistance of stimulated cassava to Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester against Colletotrichum gloeosporioides Penz. Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a perennia plant cultivated in the tropical regions of most countries in Africa, Asia and Latin America. It contributes strongly to food security. The aim of this study was to analyze the behavior of polyphenoloxidases (PPO), peroxidase (POX) and phenolic compounds in three cassava varieties during their induction to Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester (BTH) against C. gloeosporioides. Resistance induction was evaluated by PPO, POX and total soluble phenolic compounds content accumulated before and after inoculation (I) with C. gloeosporioides, stimulation (St) with BTH and stimulation followed by inoculation (St+I). With the different treatments, there was a progressive and significant (p<0.05) increase in the activity of these enzymes and in the phenol contents in the leaves and stems of the three varieties. These results show that BTH stimulates the defense mechanisms of cassava plants, although these mechanisms differ according to the varieties.

Nos travaux de recherches de thèse portent sur une étude comparative entre le déclanchement des mécanismes de défense in planta de la plante de melon après élicitation biotique, et un traitement avec un produit ayant des propriétés de Stimulateur des Défenses Naturelles (SDN). Le pathosystème étudié est Cucumis melo - Fusarium Oxysporum melonis. L'éliciteur abiotique SDN utilisé codé FEN560 est un extrait de graines de fenugrec (Trigonella foenum-graecum). Les principaux travaux sont : 1) L'analyse des activités enzymatiques relatives au stress et caractérisation d'enzymes PR. 2) L'étude des métabolites du métabolisme secondaire, notamment la production l'accumulation des composés organiques volatiles (COV). 3) Une étude de l'expression de gènes candidats impliqués dans la production de ces PR-protéines et/ou dans les voie de signalisation est aussi entreprise ; Les principaux résultats se traduisent par (i) une précocité et intensité de l'induction des activités enzymatiques étudiées pour les deux variétés et pour les organes d'un même plant (ii) Le priming est généralement observé au niveau du site de la seconde élicitation (infection FOM) avec une induction remarquable des PR-protéines. (iii) L'élicitation est Systémique, car l'induction se transmet mais à moindre intensité sur les intervalles de temps étudiés. (iv) L'augmentation de l'émission des COV coïncide avec l'induction de la LOX. Il est aussi noté l'émission de nouvelles molécules connus par leurs propriétés antibiotique ou répulsive des insectes herbivores ou attractive des prédateurs d'insectes herbivores. Les résultats sur les expressions des gènes candidats sont corrélés avec les activités enzymatiques et la production des composés organiques. Il en est ressorti que l'induction de la résistance par le traitement par pulvérisation de FEN560 est similaire au phénomène de « primig » dans la résistance systémique induite
This work is a comparative study between defense mechanisms in melon plant induced by biotic elicitor and treatment by plant extract having simulative proprieties of plant defense mechanisms. The studied pathosystème is Cucumis melo - Fusarium oxysporum fsp melonis. The used plant extract elicitor is named FEN560, it is from fenugreek seeds (Trigonella foenum-graecum). The main works were: 1) Analysis of the enzymatic activities relating to the stress and characterization of PR-proteins sch as peroxidases and chitinases. The lipoxygenase (LOX), the key enzyme of oxylipins biosynthesis and phenylalanine ammonia-lyase, the key enzyme of the phenylpropanoids pathway, were also studyed. 2) The study of the metabolites of the secondary metabolism, in particular accumulation of volatile organic compounds (VOC). 3) A study of expression candidate genes implied in the production of Pr-proteins and the induced resistance pathways is also undertaken. The main results: (i) precocity and intensity of enzymatic activities induction for the two varieties after inoculation of pretreated plants (ii) the priming is generally observed in the site of the second elicitation with a remarkable induction of PR-proteins. (iii) The elicitation induced by FEN560 is systemic; because induction is transmitted between roots and shoots (iv) The modification of VOC emissions coincides with the induction of the LOX activity. It is also noticed the emission of new molecules known for their antibiotic properties or repulsive of the insects herbivorous or attractive of predatory of herbivorous insects. The results on the genes candidates' expression are in general correlated with the enzymatic activities and the production of the volatile organic compounds through LOX activity. In brief, the induction of resistance by the treatment by FEN560 is similar to the phenomenon of "primig" in induced systemic resistance

La capacité des plantes à se défendre contre les parasites dépend de la perception d'éliciteurs qui induisent les défenses des plantes. Afin de les utiliser comme méthode alternative pour contrôler les maladies, il est nécessite d'identifier des sources abondantes et de caractériser leur activité. Au cours de ce travail, nous avons identifié un nouveau polysaccharide extrait d'algue verte, Ulva spp. , et caractérisé son activité biologique. Les molécules présentes dans l'extrait ont été séparées par leur poids moléculaire (PM). Seule la fraction de haut PM, qui contient essentiellement un polysaccharide sulfaté appelé ulvane, possède une activité. Les effets des ulvanes sur le transcriptome de M. Truncatula ont été comparés à ceux du méthyl jasmonate (MeJA) et de l'acibenzolar-S-methyl. La signature transcriptomique obtenue en réponse aux ulvanes présente de nombreuses similitudes à celle obtenue en réponse au MeJA. Ces deux traitements induisent des réponses régulées par la voie du JA telle que l'activation des inhibiteurs de protéases. L'expression de gènes dépendants cette voie est aussi induite chez A. Thaliana en réponse aux ulvanes. Enfin, les ulvanes entraînent une inhibition de la croissance in-vitro, qui est partiellement affectée chez le mutant PEPR2. L'efficacité protectrice de l'extrait brut a été testée contre divers parasites. Ainsi, il protège contre les oomycetes et les champignons responsables, respectivement, d'oïdium et de mildiou. Nos résultats montrent que les ulvanes induisent les défenses des plantes via la voie du JA et soulignent l'intérêt des outils d'analyse transcriptomique pour identifier de nouveaux éliciteurs capables de protéger les plantes
The ability of plants to defend themselves against pathogens depends on the perception of elicitors, which induce plant defence. They might be considered as alternative tools for disease control in agronomic crops. Their industrial use needs to identify abundant sources and characterize their activity. Here we report on the identification of a new polysaccharide purified from the green algae Ulva spp. And the characterization of it biological activity in plants. Molecules contained in the extract were sized-fractionated. Analyses of the fractions revealed that biological activity was present only in the fraction of high molecular weight which contained most exclusively a sulfated polysaccharide named ulvan. Response to ulvan were compared to those induced upon methyl jasmonate (MeJA) and acibenzolar-S-methyl on the legume M. Truncatula using microarrays. Interestingly, ulvan gene expression signature showed significant similarity to MeJA and typical responses controlled by the JA pathway, such as induction of protease inhibitor activity. Expression of JA responsive genes, like PDF1. 2, was also induced in A. Thaliana after ulvan treatment. Ulvan provoked an inhibition of in-vitro growth, which was partially impaired in the mutant PEPR2. The efficient protection induced by the crude extract was tested against pathogens on various crops. So, it protect well against oomycetes and fungus that respectively cause downy and powdery mildews. Our results show that ulvan induces plant defences through the jasmonate signalling pathway and highlight the use of functional genomics to develop new bioactive compounds for plant protection

Les co-produits industriels de la première étape d’extraction d’agar (de l’algue rouge Gelidium sesquipedale) constituent au sein de l’entreprise SETEXAM des volumes importants potentiellement valorisables. L’objectif de ce travail est de démontrer qu’ils peuvent être utilisés en tant qu‘éliciteur, ou stimulateur des défenses naturelles (SDN). D’abord, la composition élémentaire du co-produit alcalin a révélé une teneur en minéraux de 44 % (Na, K éléments majeurs) avec des traces de métaux lourds, mais en dessous de la limite autorisée. Les principaux composés organiques détectés sont des glucides (12,5 %) et une fraction riche en floridoside a été obtenue. Ce composé a été identifié par une méthode originale, la CPG-MS. Le co-produit alcalin, recyclé au cours du procédé industriel, voit sa teneur en glucides diminuer avec l’augmentation du nombre de cycles. Ces co-produits, appliqués sur des plants de tomates cultivées en serre sous stress biotique, sont capables de stimuler des réponses de défense (activités enzymatiques, expression des gènes). La dose optimale (50 mg.L-1) a été déterminée ainsi que les conditions d’applications et la durée d’activation des réponses. En plein champ, les co-produits ont été testés sur vigne et sur tomate, pour leur capacité à réduire les symptômes du mildiou, ou de la cladosporiose. Des résultats prometteurs ont été obtenus comparés à des éliciteurs déjà commercialisés, en conditions de pression modérée. Le co-produit issu de la première étape d’extraction industrielle d’agar a montré une activité comme SDN et peut constituer une solution de protection des cultures permettant une réduction des pesticides pour une agriculture durable et plus respectueuse de l’environnement. Ce travail constitue une base pour un dossier d’homologation du produit qui transformerait ces co-produits de coût en ressource pour l’entreprise
The industrial by-products of the first step of agar extraction (from red alga Gelidium sesquipedale) constitute large volumes at SETEXAM company that might be valorized. The objective of this work is to prove that they can be used as elicitor, or plant defense stimulator (PDS). Firstly, the elemental composition of the alkaline by-product revealed a mineral content of 44% (Na, K major components) with heavy metal traces, but under authorized limits. The principal organic components detected are carbohydrates (12.5%) and a fraction rich in floridoside was obtained. This molecule was identified with an original method, through GC-MS. The alkaline by-product, recycled through the industrial process, has its carbohydrate content diminished as the number of cycles increases. These by-products, applied on tomato plants grown in greenhouse under biotic stress, are capable of stimulating defense responses (enzymatic activities, gene expression). The optimal dose (50 mg.L-1) was determined together with the application conditions and time span of responses. In field, the by-products were tested on grapevine and on tomato, for their capacity to reduce downy mildew, or leaf mold symptoms. Promising results were obtained compared to already commercialized elicitors, for moderate disease pressure. The by-product obtained from the first step of industrial agar extraction showed a PDS activity and can be a solution for culture defense allowing a reduction of pesticides for a durable and environmentally friendly agriculture. This work is a base for a homologation file of the product that would transform these by-products from cost to resource for the company

Le lin, principale plante à fibres cultivée en France possède un intérêt industriel pour la qualité de ses fibres. Les cultures de lin sont régulièrement attaquées par un champignon tellurique, Fusarium oxysporum f. sp. lini (Fol), responsable des plus grandes pertes dans les cultures de lin. Les PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) sont des bactéries réputées pour leurs capacités à améliorer la croissance et le développement des plantes, mais également pour leur pouvoir compétiteur au sein de la rhizosphère et leur aptitude à induire une réponse immunitaire chez les plantes. Parallèlement, l’utilisation de SDP (Stimulateur des Défenses des Plantes), molécules capables d’éliciter les mécanismes de défenses des plantes est une autre alternative pour limiter l’utilisation des pesticides. Dans le cadre de ce projet mené sur deux variétés de lin, Aramis et Mélina, il a pu être montré que Fol induisait un remodelage de la paroi au niveau des racines et des tiges, impliquant les hémicelluloses et les pectines, seulement deux jours après inoculation avec le champignon. L’utilisation de la souche ATCC 6633 de Bacillus subtilis comme agent de biocontrôle a permis de réduire de façon significative l’apparition des symptômes de la fusariose. Il a également été montré qu’en plus d’avoir un effet fongicide sur Fol, cette bactérie est capable d’induire l’expression de deux gènes de défense (Pathogenesis-Related) codant pour une β-(1,3)-glucanase (PR-2) et codant pour une chitinase-like (CTL-10), de gènes impliqués dans la voie des phénylpropanoïdes (PHENYLALANINE AMONIA LYASES, PAL-3 et PAL-4) et dans le remodelage pariétal (PECTIN METHYLESTERASE-3, PME-3) au niveau racinaire. Des analyses biochimiques ont également permis de montrer que B. subtilis provoque des modifications se traduisant par un renforcement pariétal au niveau des tiges chez les deux variétés. Enfin, l’association de la PGPR avec une molécule élicitrice (pregnénolone sulfate) a eu un effet synergique sur l’expression de gènes de défense
In France, flax (Linum usitatissumum) is a principal fibers crop. Fusarium oxysporum f sp lini (Fol), a soil-borne fungus, is responsible for the major losses in crop yield. PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) are known for their abilities to promote plant growth and health. These bacteria are also good competitors in the rhizosphere and can induce a plant defense response. The use of compounds able to elicit plant defense mechanisms is also an alternative to limit the use of pesticides. In this project, it has been shown that F. oxysporum f. sp. lini induces only two days after inoculation cell wall remodeling in the root and the stem involving hemicelluloses and pectins on two flax varieties, Aramis and Mélina, . The use of the Bacillus subtilis strain ATCC 6633 as biocontrol agent significantly reduced fusarium wilt appearance. In addition to its antifungal effect against Fol, this bacteria is able to induce the expression of two Pathogenesis-Related genes coding for a β-(1,3)-glucanase (PR-2) and a chitinase-like (CTL-10), genes involved in the phenylpropanoid pathway (PHENYLALANINE AMONIA LYASES, PAL-3 and PAL-4) and also in cell wall remodeling (PECTIN METHYLESTERASE-3, PME-3) in the root. Biochemical analyses show that B. subtilis causes modifications resulting in cell wall reinforcement in the stem in both varieties. Finally, the association of B. subtilis with an elicitor (pregnenolone sulfate) had a synergistic effect on the expression of defense-related genes

Les plantes de grandes cultures, dont le lin fait partie, sont constamment confrontées à de nombreux pathogènes dont l’impact sur la production peut s’avérer dramatique, impliquant inéluctablement des intrants chimiques. Pour lutter contre ces microorganismes, les plantes utilisent l'immunité innée appelée M/PTI (Microbe/Pathogen-Associated Molecular Patterns Triggered Immunity). La perception des agents pathogènes se met en place lors de la reconnaissance des motifs conservés à la surface des micro-organismes (M/PAMPs), par des protéines membranaires de la cellule végétale appelées PRRs (Pattern Recognition Receptors). L’utilisation d’éliciteurs capables de mimer les M/PAMPs et d’améliorer la résistance des plantes lors d’un stress représente une méthode de lutte alternative à l’utilisation de pesticides. Ainsi, le criblage d’une chimiothèque de 1600 molécules a permis d’identifier cinq composés capables d’activer la mise en place des mécanismes de défense chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Dans le cadre de mon projet de thèse, nous avons testé la capacité de ces cinq potentiels stimulateurs de défense des plantes (SDP) à améliorer la résistance du lin face au champignon pathogène Fusarium oxysporum (Fo) f. Sp. Lini, responsable de la fusariose vasculaire. Les résultats ont révélé que parmi ces cinq, deux composés, un naturel holaphyllamine (HPA) et un synthétique M4, n’affectent ni la croissance des plantules de lin aux concentrations inférieures à 10 μM, ni le développement et la germination des spores de F. Oxysporum. Les analyses microscopiques ont montré que HPA et M4 à 1 μM sont capables d’induire un stress oxydatif et la production de dépôts de callose. Par ailleurs, des analyses transcriptomiques ont révélé que ces deux molécules induisaient l’expression de deux gènes de défense (Pathogenesis-Related) : PR-2 et PR-3 codant une β-(1,3)-glucanase et une endo-chitinase, respectivement pouvant être impliquées dans la dégradation de la paroi du champignon. Finalement, les plantes de lin prétraitées avec HPA ou M4 présentent une diminution dans l’intensité des symptômes foliaires de plus de 50 et 70 %, respectivement. L’ensemble de ces résultats montre que l’HPA et M4 sont des SDP car ils sont capables d’activer les mécanismes de défense du lin et d’améliorer sa résistance face à F. Oxysporum
Plants are surrounded by a diverse range of microorganisms that can cause serious crop losses and requires the use of pesticides. Flax is a major crop in Normandy and is regularly challenged by the pathogenic fungus Fusarium oxysporum (Fo) f. Sp. Lini. In order to protect themselves, plants use “innate immunity” called M/PTI (Microbe/Pathogen-Associated Molecular Patterns Triggered Immunity) as a first defense line against pathogens. Plants are able to perceive pathogens by the recognition of conserved motifs on the surface of the pathogens (M/PAMPs), by transmembrane protein receptors (PRRs, Pattern Recognition Receptors). The use of elicitors able to mimic M/PAMPs and activate plant defense may be an alternative for plant protection that could minimize the use of pesticides. Based on this, previous work was conducted by screening a chemical library of 1600 compounds and has allowed the identification of five compounds able to activate defense responses in Arabidopsis thaliana. During my PhD thesis, we tested those five compounds on their abilities to improve resistance of two commercially available flax varieties used for their fibers against F. Oxysporum, responsible of the vascular wilt. The data show that two of them, holaphyllamine (HPA) a natural compound and M4 a synthetic one, did not affect flax growth up to 10 μM. In addition, they did not have any negative effects on F. Oxysporum development and spores germination at the tested concentrations (up to 10 μM). Cell imaging analyses showed that HPA and M4 at 1 μM can induce oxidative burst as well as callose deposition in flax, a well-known marker of PAMP-elicited defense mechanisms. Furthermore, transcriptomic analyses showed that HPA and M4 induced changes in the expression patterns of two pathogenesisrelated (PR) genes (PR-2 and PR-3) coding for a β-(1,3)-glucanase and an endo-chitinase, respectively. These enzymes can degrade the fungal cell wall and stop its growth. Finally, flax plants pre-treated with HPA and M4 before infection with Fo f. Sp. Lini exhibited a decrease in the foliar disease symptoms by more than 50 % and 70 %, respectively. Together, these findings demonstrate that HPA and M4 are elicitors as they are able to activate defense responses in flax plants that lead to improving its resistance against Fo infection

La protection intégrée, qui vise à réduire l’usage des pesticides, est un défi majeur pour l’agriculture du XXIème siècle. Le développement de nouvelles approches agronomiques qui concilient environnement et agriculture est une condition indispensable pour l’agriculture de demain. Dans ce contexte, l’utilisation d’éliciteurs capables de mimer une attaque pathogène et de promouvoir un état de résistance chez les plantes face à des maladies représente une alternative naturelle à la lutte chimique. Ces éliciteurs sont nommés les stimulateurs de défense des plantes (SDP). Ils peuvent provenir de différentes sources et être extraits à partir de macroalgues comme c’est le cas des SDP à base de polysaccharides d’algues tels que la laminarine utilisée pour stimuler l’immunité de plantes agronomiques. Toutefois, l’exploitation de ces ressources dans leur milieu naturel et les difficultés de production liées à leur cycle de développement constituent des freins à leur utilisation. La valorisation des microalgues comme source de SDP pourrait permettre de s’affranchir de ces contraintes. Cependant la recherche et de molécules SDP chez les microalgues est encore peu abordée. Au cours de ce travail, le potentiel d’une culture de microalgue, Phaeodactylum tricornutum, à induire des réactions de défense chez les plantes a été évalué. Un broyat cellulaire a été appliqué sur des plantules d’Arabidopsis thaliana. Le caractère éliciteur de ce broyat a été testé et caractérisé par des approches microscopiques, physiologiques et moléculaires. Les résultats ont montré que les plantes traitées présentaient des niveaux d’expression des gènes PR-1, PAD3, ACS6 et WRKY40 et un niveau de protection contre la bactérie Pseudomonas syringae DC3000 (Pst) plus élevés que les plantes non traitées. De plus, un effet bactéricide in vitro sur la bactérie Pst a été observé. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives pour le développement de produits SDP d’origine naturelle capables de protéger les cultures
Integrated plant protection, which aims to reduce the use of pesticide, is a major challenge for the agriculture of the 21st century. The development and application of new agronomic approaches is a prerequisite for crop protection in a sustainable agriculture system. In this context, the use of elicitors capable of mimicking a pathogenic attack and promoting a plant resistance state against diseases is a natural alternative to the use of agro-chemicals. These elicitors are also called plant defense stimulators (PDS). These can be obtained from different sources including macroalgae as it the case for the polysaccharide-based PDS laminarin that is currently used for the protection of a number of crops. However, the exploitation of these natural resources and the difficulties of their production due to their development cycle do hamper their use at a large scale. One of the possibilities to overcome these difficulties is the use of microalgae as a source of PDS. But this possibility and the potential of microalgaederived PDS for crop protection are currently under investigated. In the present work, we have used a cell extract from the microalgae Phaeodactylum tricornutum and assessed its defense response-eliciting activities on Arabidopsis thaliana seedlings by using microscopic, physiological and molecular approaches. The results show that treated plants exhibit higher levels of expression of the PR-1, PAD3, ACS6 and WRKY40 genes and a higher level of protection against the pathogenic bacterium Pseudomonas syringae DC3000 (Pst) than nontreated plants. An In vitro antibacterial activity on the Pst bacteria was also observed. Our findings suggest that P. tricornutum cell extracts are able to activate plant immune responses and offer new perspectives for the development of novel plant defense stimulators

Le blé dur (Triticum durum Desf, BD), tout comme le blé tendre (Triticum aestivum L. em Thell, BT), est une céréale très touchée par la septoriose, une maladie foliaire causée par le champignon hémibiotrophe Zymoseptoria tritici. D'une part, ce présent travail a permis d'étudier l'interaction compatible du blé-Z. tritici. L'étude de l'interaction compatible chez les pathosystèmes BD/St-08-46 et BT/TO1193 a révélé l'induction des mêmes voies de défense chez les deux pathosystèmes étudiés mais avec différentes intensités. Ensuite, l'étude de l'interaction de Z. tritici avec un cultivar résistant de blé dur a mis en évidence l'association de résistance au champignon est liée à l'inhibition de la pénétration directe, la sporulation et l'activité des enzymes fongiques de dégradation des parois cellulaires de la plante (endo-β-1,4-xylanase, endo-β-1,3-glucanase et protéase). Ces derniers sembleraient être fortement liés à la sévérité de Z. tritici aussi bien chez le dur que le blé tendre. En plus, on a pu démontrer moyennant des analyses qRT-PCR l'intervention de plusieurs gènes dans la résistance du blé dur à la septoriose à savoir les gènes PR2 (β-1,3-glucanase), Chi 4 precursor (précurseur de chitinase de la classe IV), Pox (peroxydase), Msr (méthionine sulfoxide réductase) et Bsil1 (inhibiteur de protéases). D'autre part, le potentiel des stimulateurs de défenses naturelles de plantes (SDPs) à protéger aussi bien le blé dur que le blé tendre contre les maladies fongiques a été évalué. Trois extraits naturels dont les matières actives sont l'acide ascorbique (AA), des oligosaccharides de parois cellulaires de plantes (Oligos) et algue brune (Ascophyllum nodosum, A. nod) ont été testés pour la première fois sur le blé. Leur effet antifongique (direct) ainsi que l'effet inducteur des mécanismes de défense du blé (indirecte) ont été bien caractérisés moyennant des analyses moléculaires, biochimiques et cytologiques. En effet, seul l'AA a montré un effet direct sur la germination des spores et la croissance mycélienne du Z. tritici associé à l'induction des mécanismes de défense du blé. Par contre, les protections obtenues par l'Oligos et l'A. nod semblent être exclusivement liées à leurs propriétés inductrices de la défense qui ont permis de ralentir le développement du champignon ainsi que d'inhiber l'activité des CWDEs fongiques et la sporulation. D'ailleurs, il s'est avéré que les SDPs testés sembleraient agir sur les mêmes mécanismes de défense chez les deux espèces de blé. Ils pourraient induire l'activation (i) des protéines PR, (ii) les enzymes antioxidants (peroxydase et catalase), (iii) les protéines PAL et LOX (enzymes clés de la voie des phénylpropanoides et la voie des octadécanoides, respectivement) et (iv) l'accumulation des H₂O₂ et le dépôt des polyphénols au niveau des sites de pénétration du champignon, ont été mis en évidence. Egalement, ils pourraient emprunter les mêmes voies utilisées par le cultivar résistant Salim en réponse à l'infection par le champignon et pourraient même induire une réponse plus importante des gènes de défense du blé dur tels que les gènes PR2, Pox, Msr, ATPase et Bsil. De même, deux applications (préventif et curatif) des SDPs testés a révélé une protection intéressante contre la maladie associée, dans le cas de l'A. nod et des AA, à une augmentation de la teneur en chlorophylle et l'amélioration de la quantité et de la qualité du rendement du cultivar sensible Karim. Par contre, pour le cultivar résistant Salim l'application des SDPs semble être inutile. En conclusion, l'application des SDPs au bon stade et avec les bonnes concentrations sur des cultivars sensibles pourraient aboutir à des résultats d'efficacité et rendement similaires à celles des cultivars résistants. Ainsi, elle pourrait remplacer l'utilisation des cultivars résistants, surtout avec l'absence de cultivars complètement résistants disponibles pour l'agriculteur en Tunisie
The durum wheat (Triticum durum Desf, DW) as well as the bread wheat (Triticum aestivum L. em Thell, BW) is strongly affected by septoria leaf blotch (STB) caused by the hemibiotrophic fungus Zymoseptoria tritici. First, the present work was used to study of the compatible interaction wheat-Z-tritici. The study of the compatible interaction among pathosystems BD/St-08-46 Z-tritici strain an BT/TO1193 Z-tritici strain revealed the induction of defense pathways in both studied pathosystems, but with slight differences. Then, the study of the interaction of Z. tritici with a resistant durum wheat cultivar showed the fungus resistance of association is related to the inhibition of the direct penetration, sporulation and the avtivity of the fungal enzymes degrading plant cell walls (endo-β-1,4-xylanase, endo-β-1,3-glucanase and protease). They seem to be strongly related to the severity of Z. tritici in both BW and DW. In addition, this study revealed the involvement of several genes in the resistance of DW against Z. tritici such as PR2 genes (β-1,3-glucanase), Chi 4 precursor (precursor of Class IV chitinase), Pox (peroxidase), Msr (methionine sulfoxide reductase) and Bsil (protease inhibitor). On the other hand, the potential of resistance inducers (RIs) to protect BW and DW against STB disease was evaluated. Three natural extracts based on ascorbic acid (AA), plant cell wall oligosaccharides (Oligos) and brown algae (Ascophyllum nodosum, A. nod.) were tested for the first time on wheat. Their antifungal effect (direct) and the effect of inducing wheat defense mechanisms (indirect) have been well characterized through molecular, biochemical and cytological. We recorded that only AA exhibited a direct effect on spore germination and hyphal growth of Z. tritici associated to the induction of wheat defense mechanisms. However, conferred protection by Oligos and A. nod appears to be exclusively related to their plant defense inducing properties witch promoted the decrease of fungal CWDE activities and sporulation. Moreover, tested SDPs seem to enhance same defense pathways in both wheat species. They could induce the activation of (i) PR proteins, (ii) the antioxidant enzymes (catalase and peroxidase), (iii) the protein PAL and LOX (key enzymes of the phenylpropanoid and octadecanoid pathways, respectively) and (iv) the cytological accumulation of H₂O₂ and polyphenols, were highlighted. Also, they seem to use same pathways involved in durum wheat resistance mecanisms and may even induce a higher response of defense-related genes as PR2, Pox, Msr, ATPase, and Bsil. In general, protection conferred by tested RIs seems to be dependent on their composition, but it remains constant whatever of the wheat species. Similarly, in filed tested RIs conferred as interesting protection against STB associated, in the case of the A. nod and AA, with increased chlorophyll content and improving yield quantity and quality of the susceptible cultivar Karim, while in the resistant cultivar Salim, the application of RIs seems to be useless. In conclusion, protection conferred by tested RIs seems to be dependent on their composition, but it remains constant whatever of the wheat species. The use of RIs may improve the resistance level and yield of susceptible cultivars in order to obtain similar results to the resistant cultivars. Thus, it could replace the use of resistant cultivars especially with the lack of completely resistant cultivars available to farmers in Tunisia

L'utilisation de biofongicides et de molécules stimulatrices des défenses des plantes (SDP) constituent des stratégies de lutte alternative permettant la réduction de l'utilisation des fongicides conventionnels. Toutefois, il n'existe que peu de produits homologués et appliqués sur blé et encore moins contre la septoriose. Dans le cadre de cette étude, nous avons testés et mis en évidence l'efficacité de protection du blé contre Zymoseptoria tritici de plusieurs molécules. En effet, 29 molécules biosourcées dérivées de la fonctionnalisation de l'acide pyroglutamique (PGA), contenu dans les mélasses de la betterave sucrière, ont été évaluées en plus de l'acide y-aminobutyrique GABA, pour la première fois contre Z. tritici. Le GABA et 16 molécules fonctionnalisées ont réduit significativement les pourcentages de la maladie. L'absence d'effets directs sur Z. tritici vérifiée in vitro confirme que ces protections sont dues exclusivement à un effet SDP. Pour ces molécules, l'étude de la relation structure activité a mis en évidence l'importance des différents groupements chimiques impliqués dans les protections observées. D'autre part, la conjugaison du PGA avec l'acide salicylique (SA) a permis l'obtention de 5 nouvelles molécules parmi lesquelles 4 étaient plus efficaces que les molécules mères et cette efficacité semble être également due à un effet SDP. Enfin, la saccharine ainsi que trois lipopeptides cycliques produits par Bacillus subtilis (mycosubtiline, surfactine et fengycine seuls ou en mélange) ont été évalués pour la première fois sur le pathosystème blé - Z. tritici et ont conféré des protections significatives dues à des propriétés SDP, à des activités antifongiques directes ou à des effets combinés. Cette étude a donc permis d'identifier de nouvelles molécules possédant différents modes d'action et qui pourraient être envisageables en lutte alternative contre la septoriose du blé, toutefois, des analyses complémentaires sont requises
The use of biofungicides and elicitors of plant defenses are alternative control stategies that can reduce the use of conventional fungicides. However, there are few products registered and applied on wheat and even less against Septoria tritici blotch. As part of this study, we tested and demonstrated the protective efficacity of several molecules on wheat against Zymoseptoria tritici. In fact, 29 biosourced molecules derived from the functionalization of pyroglutamic acid (PGA) contained in the molasses of sugar beet were evaluated with y-aminobutyric acid GABA, for the first time against Z. tritici. GABA and 16 functionalized molecules significantly reduced the percentages of the disease. The absence of direct effects on the fungus tested in vitro confirms that these protections are due exclusively to an elicitation of plant defense mechanisms. For these molecules, the study of the structure activity relationship has highlighted the importance of different chemical groups involved in the observed protections. On the other hand, the conjugation of PGA with salicylic acid (SA) allowed the obtention of 5 new molecules among which 4 were more effective than the parent molecules and this efficiency seems to be also due to an eliciting effect. Finally, saccharin and three cyclic lipopeptides produced by Bacillus subtilis (mycosubtilin, surfactin and fengycin alone or as mixtures) were evaluated for the first time on the pathosystem wheat - Z. tritici and conferred significant protection due to eliciting properties, direct antifungal activities or combined effects. This study has thus made it possible to identify new molecules with different modes of action and which could be considered in alternative control against wheat leaf blotch, however, additional analyses are required

L'utilisation de molécules stimulatrices de défense des plantes (SDP), également appelées inducteurs de résistance, constitute une alternative possible aux traitements fongicides conventionnels pour contrôler les maladies dues aux chanpignons phytopathogènes. Dans cette étude, nous avons mis en évidence que trois produits à caractère SDP (FSOV2, FSOV7 et FSOV10) protègent le blé (Triticum aestivum L.) contre la septoriose (Mycosphaerella graminicola, anamorphe Zymoseptoria tritici) lorsqu'ils sont utilisés de façon préventive, mais cette protection dépend fortement du cultivar considéré. Les cultivars Alixan, Premio et Altigo testés ici présentaient au départ des niveaux de résistance distincts à la septoriose. Les protections obtenues ne sont pas liées à un effet direct sur la germination des spores du champignon, mais à l'induction des mécanismes de défense chez le blé qui réduisent la nécrose foliaire et la sporulation du champignon. Ainsi, l'observation des différents stades du processus infectieux de M. graminicola en microscopie et le dosage des activités enzymatiques fongiques de dégradation des parois (CWDE) in planta révèlent que le niveau de protection induite varie avec le SDP appliqué et avec le cultivar traité. L'expression de neuf gènes impliqués dans différentes voies de défense, suivi par RTqPCR, et les activités enzymatiques peroxydase et phénylalanine ammonia lyase ont été mesurée au cours du temps, depuis le traitement par les SDP jusqu'à 5 jours après infection. Les résultats obtenus montrent, que les mécanismes de défense sont induits différemment en fonction du cultivar et en fonction du SDP appliqué. Ces résultats suggèrent que la réussite au champ des SDP est conditionnée de façon déterminante par le choix du couple SDP-cultivar
The use of resistance inducers (RI) is a potential alternative to conventional fungicide treatments against plant fungal diseases. In the present study, we revealed that preventive applications of three RI conferred protection efficacies against M. graminicola, with protection levels varying with the wheat cultivar. Alixan, Premio and Altigo cultivars were previously known to exhibit distinct resistance levels to M. graminicola. The observed protections did not result from a direct effect on spore germination, but were related to the induction of wheat defense mechanisms. The induced resistances reduced foliar necrosis, as well as the sporulation level of the fungus. Microscopic observations of the infection process of M. graminicola and cell wall degrading enzymes (CWDE) activities measured in planta showed that the applied RI as well as the considered treated wheat cultivar influences the impact on the infection process and the protection efficacy. We investigated from the time of treatment until 5 days after inoculation plant peroxidase and phenylalanine ammonia lyase activities and the expression of nine genes involved in distinct defense pathways. Our results indicated that defense mechanisms are differently induced according both to the wheat cultivar and the RI. Therefore, the successful use of RI at the field level strongly depends on the RI-cultivar combination

La vigne est une culture pérenne sensible à de nombreux bioagresseurs et sur laquelle il est nécessaire de réaliser de nombreux traitements pesticides, susceptibles de causer des problèmes environnementaux, de santé humaine et d’apparition de résistance au sein des populations de bioagresseurs. Aujourd’hui, il est indispensable de développer des stratégies nouvelles de lutte contre les bioagresseurs, plus raisonnées mais permettant de conserver une viticulture compétitive. L’utilisation de produits de biocontrôle semble, en ce sens, être une approche prometteuse permettant d’allier agriculture durable et intensive.Deux écoproduits généralistes à fort potentiel ont été identifiés, comme possédant des actions intéressantes sur les principales maladies cryptogamiques de la vigne. Le premier est un extrait naturel de plante, sans action fongicide directe mais capable de stimuler efficacement et de façon systémique les défenses de la plante. Le second, quant à lui, est un microorganisme qui possède une forte action antagoniste fongicide, mais aussi la capacité à stimuler les défenses de plante. Dans un premier temps, des études en conditions contrôlées ont mis en évidence l’efficacité des deux actifs pour inhiber le développement de diverses souches d’Erysiphe necator, Plasmopara viticola, Botrytis cinerea et Botryosphaeriaceae. En parallèle, des expérimentations au vignoble, ont confirmé le fort potentiel de ces produits de biocontrôle, avec des bonnes efficacités, particulièrement stable avec l’extrait naturel. Ces différentes études nous ont permis d’identifier et d’élaborer des stratégies d’utilisation pour ces deux produits de biocontrôle
Grapevine is a perennial crop sensitive to many fungal pathogens that require numerous pesticide treatments. However, its uses lead to environmental, human health and fungicide resistance problems. Developing sustainable pest management strategies while keeping a good wine quality is of major importance. In this sense, the use of bio-pesticides products seems to be a promising approach to combine sustainable and intensive agriculture.Two generalist bio-pesticides of great potential have been preliminary identified, forits actions on major fungal diseases of grapevine. The first one is a natural plant extract, with no direct fungicide action but able to systemically stimulate plant defenses. The second one is a microorganism showing strong antagonist fungicide actions, and important ability to stimulate plant defenses. First, the studies conducted in controlled conditions have demonstrated the effectiveness of both products in the suppression of various isolates of Erysiphe necator, Plasmopara viticola, Botrytis cinerea and Botryosphaeriaceae. In parallel,the good efficiencies of these products have been confirmed during vineyard assays. This was especially well demonstrated for the natural extract. As a whole, these studies confirm thepotential of these two products as promising bio-pesticides, of which the strategy of application have been further defined