Literatura académica sobre el tema "Helianthus – Résistance au stress"

La disponibilité en eau est un facteur essentiel pour le rendement des principales espèces cultivées. Le tournesol figurant parmi les espèces d'importance économique majeure est concerné par cet enjeu. L'objectif de cette thèse est d'identifier les régions génomiques permettant d'expliquer la variabilité du rendement sous contraintes hydriques. Une approche de génétique d'association a été menée sur un panel de 384 lignées cultivées et élites évalué en combinaison hybride sur un réseau expérimental de 17 environnements. L'analyse séparée de chaque environnement a permis d'identifier 157 marqueurs associés avec au moins un caractère grâce à l'utilisation d'un modèle prenant en compte la structuration du panel en deux groupes : restauratrices de fertilité et mainteneuses de stérilité mâle. Parmi ces marqueurs significatifs, 34 étaient associés avec un caractère lié à la productivité, mais ceci, le plus souvent, de manière spécifique à un environnement, soulignant ainsi l'importance de l'interaction génotype-environnement. Un modèle éco-physiologique simulant la performance de génotypes en fonction des conditions environnementales, a permis de caractériser le stress hydrique au sein du réseau. En utilisant des variétés témoins définies dans le modèle, un index de stress a été estimé pour chaque environnement. La réponse du panel à cet index a ensuite été testée en génétique d'association permettant d'identifier de nouveaux loci impliqués dans la tolérance au stress hydrique et la stabilité du rendement. Enfin, La détection de QTL à partir d'une population bi-parentale a permis de confirmer certaines zones détectées en génétique d'association et d'en découvrir de nouvelles<br>For most crops, water availability is a major component of yield. We must improve crop plants tolerance to water deficit in order to guarantee food security. Sunflower, a species of economic importance is also concerned by this challenge. The aim of this thesis is to identify genomic regions involved in the variability of yield and its components under drought. To this purpose, an association mapping approach has been led on a core collection of 384 cultivated and elite lines evaluated as hybrids combinations in a multi environment trial of 17 environments. In a first step, the separated analysis per environment led to the identification of 157 markers associated with at least one trait by apply a model taking into account the structuration in two groups: male restorer lines and female lines. Among these significant markers, 34 were associated with productivity but only on a specific environment, underlying the importance of genotype by environment interaction. In a second step, a crop model simulating sunflower genotypes yield depending on environmental conditions, led to the characterization of drought stress inside the multi environment trial. By using varieties defined before in the model, a drought index has been estimated for each environment. Thus, the panel response to this index has been tested in association mapping leading to the identification of several new loci involved in drought stress response and yield stability. QTL mapping in a bi parental population confirmed some regions and led to the detection of new ones

La tolérance des plantes cultivées au stress hydrique est un problème majeur du changement climatique et les futures conditions environnementales risquent de réduire drastiquement les rendements agricoles dans un avenir proche. La germination rapide et homogène des semences est une composante majeure du rendement final des cultures, mais elle peut être considérablement altérée par les conditions environnementales lors du semis. De plus, les conditions de l'environnement maternel pendant le développement des semences peuvent avoir un effet marqué sur la germination des semences de la génération suivante. En menant des expériences en conditions contrôlées sur la plate-forme de phénotypage Heliaphen (INRAE Toulouse), nous avons montré qu'un stress hydrique modéré appliqué sur les plantes mères de tournesol après leur floraison induit une meilleure germination, malgré différents stress appliqués lors de la germination, suggérant ainsi un effet maternel. Le traitement maternel semble influencer également le niveau de dormance des semences des deux générations suivantes, ce qui suggère l'existence de mécanismes de mémoire du stress maternel (effet transgénérationnel) sur la descendance. Nous avons recherché les gènes potentiellement impliqués dans la tolérance aux stress abiotiques, grâce à une étude transcriptomique et une validation par qPCR en micro-fluidigm qui nous ont permis de mettre en évidence une différence d’expression de certains marqueurs génétiques en fonction des conditions de stress maternels. D’autre part, nous avons déterminé qu’une composante épigénétique est associée à l'induction de la tolérance au stress hydrique par l'environnement maternel sur les semences. Pour ce faire, nous avons soumis les plantes mères à un stress hydrique et avons ainsi mis en évidence un effet sur le méthylome et le transcriptome des semences produites. Nous avons pu caractériser le méthylome des semences de tournesol grâce à un séquençage haut débit de l’ADN après traitement au bisulfite. Nous avons pu montrer que les conditions de développement des semences ont eu une influence directe sur le nombre et le niveau de méthylations des régions différentiellement méthylées (DMR). En revanche la germination n'a pas eu d'effet majeur sur le profil des DMR ce qui suggère que les modifications de la méthylation de l'ADN se sont produites pendant le développement des graines. Des DMR ont été identifiées dans la séquence codante, dans le promoteur ou dans la région de la séquence post-codante d'un ensemble de gènes dont l'expression a été modifiée par le stress hydrique appliqué sur la plante mère. La comparaison de la méthylation de l'ADN avec les changements d'expression des gènes induits par l'environnement maternel de la graine nous a permis de proposer un modèle de transmission et d'hérédité de la tolérance au stress au stade de la germination<br>Crop tolerance to water stress is a major climate change issue and future environmental conditions may drastically reduce crop yields in the near future. Rapid and uniform seed germination is a major component of final crop yield, but it can be significantly altered by environmental conditions during sowing. In addition, the conditions of the maternal environment during seed development can have a marked effect on seed germination in the next generation. By conducting experiments under controlled conditions on the Heliaphen phenotyping platform (INRAE Toulouse), we showed that moderate water stress applied to sunflower mother plants after flowering induced better germination, despite different stresses applied during germination, suggesting a maternal effect. The maternal treatment also seems to influence the level of seed dormancy in the two following generations, suggesting the existence of memory mechanisms of the maternal stress (transgenerational effect) on the progeny. We searched for genes potentially involved in tolerance to abiotic stresses, thanks to a transcriptomic study and a validation by qPCR in micro-fluidigm, which allowed us to highlight a difference in the expression of certain genetic markers according to the maternal stress conditions. On the other hand, we determined that an epigenetic component is associated with the induction of water stress tolerance by the maternal environment on seeds. To do so, we subjected the mother plants to water stress and thus demonstrated an effect on the methylome and transcriptome of the seeds produced. We were able to characterize the methylome of sunflower seeds using high-throughput DNA sequencing after bisulfite treatment. We were able to show that seed development conditions had a direct influence on the number and level of methylations of differentially methylated regions (DMRs). In contrast, germination did not have a major effect on the DMR profile suggesting that the changes in DNA methylation occurred during seed development. DMRs were identified in the coding sequence, promoter, or post-coding sequence region of a set of genes whose expression was altered by water stress applied to the parent plant. Comparison of DNA methylation with gene expression changes induced by the maternal seed environment allowed us to propose a model of transmission and inheritance of stress tolerance at the germination stage

Le criblage de nombreux Helianthus, sauvages, hybrides et lignées, a été effectué en serre afin de sélectionner des génotypes résistants à Orobanche cumana. Une étude plus approfondie de ces génotypes a montré que le génotype LR1 descendant du croisement d'un tournesol cultivé avec l'espèce sauvage H. Debilis debilis, induit des nécroses du parasite conduisant à une réduction drastique du nombre d'orobanches émergées. Le génotype 92B6 issu du croisement interspécifique avec l'espèce sauvage H. Argophyllus provoque lui aussi de nombreuses nécroses mais à des stades plus tardifs du développement de l'orobanche qui ne parvient toutefois pas à la floraison. Un système de culture hydroponique du couple tournesol / orobanche a permis d'étudier les réactions de défense chez le génotype résistant LRI. La réponse de ce génotype fait intervenir des épaississements de paroi, l'occlusion des vaisseaux du xylène et des divisions cellulaires au niveau du parenchyme cortical et du phloème. Ces réactions conduisent à une diminution de l'alimentation en eau et en nutriments du parasite. En effet, l'importation d'assimilats marqués au 14C dans les orobanches fixées sur les racines du génotype résistant LR1 est réduite par rapport à celle observée chez les orobanches se développant sur un tournesol sensible<br>In order to find broomrape resistant Helianthus genotypes a screening of numerous wild, hybrids, lines and varieties was carried out under glasshouse conditions. A more accurate study of the most interesting genotypes shows that H. Debilis debilis-215 x H. Annuus derived genotype (LR1) induces parasite necrosis leading to a decrease in broomrape emergence and flowering

Nous avons etudie les possibilites de selectionner le tournesol pour la resistance aux maladies en utilisant la culture in vitro d'embryons immatures. Afin de determiner les effets des differentes etapes de la culture in vitro, l'etude a porte sur des plantes issues de graines semees au champ, de graines semees en godet, de culture in vitro d'embryons matures et de culture in vitro d'embryons immatures. Une analyse de caracteres morphologiques et agronomiques a ete realisee sur quatre genotypes. Les traitements de culture in vitro induisent une diminution de la vigueur de la plante. De fortes interactions genotype-traitement sont mises en evidence. Seul le niveau de resistance a diaporthe helianthi n'est pas modifie par ces traitements. Aucun critere morphologique de la plante ne peut etre relie au niveau de resistance a d. Helianthi. Il est difficile de selectionner du materiel pour la resistance a d. Helianthi en chambre climatisee, par contre, on observe la meme difference de reaction au test mycelium sur feuille pour sclerotinia sclerotiorum en chambre climatisee et au champ, entre les genotypes resistants et sensibles. Deux tests de selection sont proposes pour evaluer la resistance des plantules, issues de culture in vitro d'embryons immatures, a plasmopara helianthi. Il est possible d'utiliser un test mildiou sur plantules issues de culture in vitro en laboratoire et egalement le test phomopsis, en plein champ. Leur integration dans un programme de selection genealogique est discutee

A l'heure actuelle, le mildiou, le phomopsis, la pourriture blanche et le phoma sont parmi les maladies les plus importantes chez le tournesol en France. Ces maladies, causées respectivement par les champignons Plasmopara halstedii, Diaporthe helianthi, Sclerotinia scerotiorum, et Phoma macdonaldii, sont très dommageables pour les cultures et sont responsables de fortes variations pour le rendement. La résistance du tournesol à P. Halstedii est de nature spécifique et elle entre dans le cadre du modèle gène pour gène. Pour ce qui est de la résistance aux trois autres pathogènes, elle est de nature quantitative, contrôlée par de nombreux gènes qui génèrent une gamme continue de niveaux de résistance. L'objectif de ce travail a été d'une part d'identifier et de localiser les facteurs génétiques de résistance à l'ensemble de ces agents pathogènes et d'autre part de comparer les résultats obtenus entre maladies afin de valider des QTL communs ou de mettre en évidence des QTL spécifiques de résistance à chaque pathogène. Finalement, ces résultats sont intégrés aux données d'études de résistance obtenues au laboratoire pour disposer d'une vision synthétique. L'analyse de ces résultats nous a permis de révéler des QTL de résistance spécifiques des organes de la plante, des QTL spécifiques de la résistance de chacun des pathogènes, mais aussi des QTL de résistance communs à plusieurs pathogènes. Ces résultats ont aussi été mis en relation avec ceux obtenus antérieurement dans le cadre de l'étude de la résistance à S. Sclerotiorum sur deux autres croisements, pour dégager les QTL stables des QTL spécifiques du fonds génétique ou de l'environnement. Ces résultats sont une première étape vers l'utilisation des QTL dans les programmes de sélection visant à élaborer des génotypes de tournesol résistants à ces champignons pathogènes. L'interprétation des colocalisations entre locus de résistance à différents pathogènes est discutée ainsi que l'influence des caractéristiques agronomiques de la plante sur la résistance aux pathogènes

Une recrudescence des attaques precoces du sclerotinia sclerotiorum sur racines et au collet a ete observee ces dernieres annees en france sur le tournesol, surtout dans les terres lourdes de charentes-poitou et de champagne. Contre ces formes d'attaques, il n'existe pas actuellement de varietes resistantes ni de substances chimiques reellement efficaces. Cependant, depuis la fin des annees 1970, de nombreux travaux ont montre que des rhizobacteries, surtout des pseudomonas fluorescents, pouvaient etre efficaces dans la lutte contre des pathogenes telluriques. Une collection de souches bacteriennes, comprenant des pseudomonas fluorescents et des bacillus spp. Isoles du rhizoplan de diverses plantes et de sclerotes de s. Sclerotiorum lysees, a ete constituee. Ces souches ont ete caracterisees et une etude taxonomique a ete entreprise sur les pseudomonas fluorescents. Cette etude a montre que l'adn de la souche type de p. Fluorescens ne s'hybride pas a plus de 70% avec l'adn des souches de p. Fluorescens de la collection. Ces resultats remettent donc en cause le statut de l'espece p. Fluorescens et souligne la biodiversite de ce groupe bacterien. Des tests d'antagonisme in vitro et des tests d'antagonisme in situ (en conditions controlees et au champ) ont ete effectues en vue de reperer les souches de pseudomonas fluorescents ou de bacillus spp. Efficaces contre les attaques precoces du s. Sclerotiorum. Aucune correlation entre les tests in vitro et in situ n'a pu etre etablie mais une bonne correlation existe entre les tests in situ en conditions controlees et les essais au champ. Dans les tests in situ en conditions controlees, une protection satisfaisante est acquise avec la souche de p. Putida t1-5, en utilisant au moins 1/0#6 bacteries par semence. Les essais au champ ont montre que l'on obtient une protection significative du tournesol par la bacterisation des semences avec des pseudomonas fluorescents

Les mecanismes impliques dans la regulation du fonctionnement photosynthetique en periode seche sont plus ou moins rapidement reversibles, perturbant le fonctionnement de la plante apres rearrosage. L'objectif du travail est d'etudier la reponse genotypique du tournesol (helianthus annuus l. ) a une acclimatation au deficit hydrique, par analyse des capacites de regulation de l'energie lumineuse, et d'assimilation du co#2, a partir de modeles biochimiques. L'acclimatation induit, chez l'hybride viki, des modifications du fonctionnement du chloroplaste. Celles-ci se traduisent apres retour a des conditions d'alimentation hydrique favorable par : i) une photosynthese nette a saturation lumineuse plus elevee resultant d'une meilleure diffusion du co#2 dans la feuille, ii) un accroissement de la photorespiration sous forts eclairements permettant de dissiper l'exces d'energie photochimique. De plus, les effets sur les photosystemes ii d'un second deficit hydrique, combines a ceux des forts eclairements, sont limites par une augmentation, rapidement reversible, de la dissipation thermique. Par contre, chez la lignee t32, ce potentiel de tolerance dynamique a la photoinhibition est altere malgre une protection permanente des structures photochimiques. Une telle reponse conduit a une reduction des capacites de la feuille a valoriser les eclairements variables. Les capacites d'exportation des trioses phosphates hors du chloroplaste sont ameliorees apres acclimatation, en liaison possible avec le role des photosynthetats dans l'ajustement osmotique observe chez ces deux genotypes. Par contre, les modifications de la repartition de l'eau dans la feuille et de l'elasticite des parois cellulaires ne semblent pas liees a l'acclimatation photosynthetique de la plante. Les mecanismes regulateurs induits par l'acclimatation apparaissent selon le genotype, orientes vers la survie ou vers l'adaptation des processus photosynthetiques a la productivite en condition seches.

Afin d'accroitre la resistance du tournesol a sclerotinia sclerotiorum, differentes techniques ont ete utilisees. La premiere approche a consiste a utiliser les phytotoxines produites par le parasite. Nous avons pour cela analyse la toxicite des filtrats de culture de s. Sclerotiorum et confirme le role toxique majeur de l'acide oxalique. Nous avons ensuite etudie la possibilite d'utiliser la toxicite selective de cette molecule pour exploiter la resistance genetique naturelle du tournesol en realisant un tri sur plantules et sur embryons immatures. Le faible niveau de specificite observe rend peu envisageable l'utilisation de l'acide oxalique dans ce type de programme. Nous avons dans un deuxieme temps verifie si la variation soma clonale pouvait etre utilisee pour selectionner des clones cellulaires de tournesol resistants a l'acide oxalique. La mise au point d'un milieu de culture permettant de conserver le calcium a l'etat soluble en presence d'acide oxalique s'est averee necessaire pour realiser la selection. Les resultats obtenus montrent qu'il est ainsi possible d'obtenir des clones cellulaires resistants a cette toxine. Finalement nous avons mis au point une methode permettant d'utiliser directement les champignons phytopathogenes comme agent de selection dans des cultures cellulaires. L'utilisation de cette technique montre que les clones cellulaires resistants a l'acide oxalique sont plus resistants a s. Sclerotiorum

La protéine TRP-2 est une enzyme impliquée dans la mélanogénèse, qui pourtant n’est pas exprimée dans les mélanocytes des follicules pileux humain. Cette protéine ayant été récemment impliquée dans la gestion du stress xénobiotique, l’absence de TRP-2 dans les mélanocytes folliculaires, interprétée comme une déficience dans les mécanismes de défense, pourrait expliquer une disparition prématurée de ces cellules au cours du blanchissement des cheveux. Nos travaux ont montré que l’expression de TRP-2 apportait un bénéfice au mélanocyte lorsqu’il est soumis à un stress oxydatif. Ces propriétés de résistance semblent dépendre du contexte cellulaire, puisque non reproductibles dans la lignée épithéliale HEK. Par contre, son induction dans ce même système cellulaire permet de diminuer la susceptibilité de la cellule à un stress généré par la dopamine et l’hydroquinone. TRP-2 possèderait ainsi une activité isomérase ou quinone oxydoréductase qui permettrait de limiter la production de ROS dérivées de la réduction partielle à un électron des quinones en semi-quinones, source de production d’oxygène singulet et de l’anion superoxyde.