Augmentation de la résistance à la gale commune chez des variétés de pommes de terre produites au Québec
Year: 2020
Type: dissertation
Abstract: La gale commune est une maladie de la pomme de terre (Solanum tuberosum L.) d'importance mondiale qui réduit la qualité des tubercules et diminue leur valeur marchande. Cette maladie caractérisée par la formation de lésions superficielles, profondes ou surélevées sur la surface du tubercule est causée par la bactérie Streptomyces scabies (syn. scabiei). S. scabies synthétise une toxine, la thaxtomine A, qui est essentielle pour le développement des symptômes de la maladie. La meilleure approche pour la gestion de la gale commune est le développement de variétés de pomme de terre résistantes. Cependant, les facteurs qui contribuent à la résistance à la gale commune ne sont pas bien connus. L'augmentation de la résistance à la thaxtomine A peut être un moyen d'augmenter la résistance à la maladie. L’utilisation de la thaxtomine A comme agent de sélection directe des cellules somatiques a permis la production de variétés de pomme de terre ayant une plus grande résistance à la gale commune. Dans ce projet, nous avons utilisé une stratégie basée sur l’adaptation progressive des cals de pomme de terre à la thaxtomine A suivie de la régénération de plantules à partir d’embryons somatiques. Nous avons ainsi adapté à la thaxtomine A plusieurs variétés de pommes de terre cultivées ou nouvellement sélectionnées au Canada tel que Kennebec, Envol, Chieftain, Rubiconde et Belle d’Août. Au total, 92 variants somaclonaux adaptés à la thaxtomine A ont été produits après l’ajustement des conditions de régénération. Des somaclones sélectionnés au hasard ont été testés pour leur résistance à la gale. Pour une première étude de la résistance à la gale commune, nous avons développé une nouvelle méthode basée sur l'infection de mini tubercules de pomme de terre se développant à partir de bourgeons foliaires. L'augmentation de la résistance des somaclones sélectionnés à l'aide de ce test a été confirmée par l'infection de plantes en pots. En second lieu, l'adaptation de la varieté de pomme de terre Russet Burbank à la thaxtomine A (0,5 µM) a produit le variant somaclonal RB9, qui possède une résistance augmentée à la gale commune. L’analyse protéomique a montré qu'une amélioration de la résistance de RB9 à la gale commune est associée à des modifications du protéome du tubercule. Les changements comprenaient une accumulation accrue des protéines principales du tubercule, telles que les patatines, les lipoxygénases et les inhibiteurs des protéases (type Kunitz). L'abondance de certaines protéines associées au stress oxydatif a également été modifiée. Nous avons constaté que l'infection par S. scabies provoque des changements dans l'abondance des patatines, des lipoxygénases et des inhibiteurs de protéase de type Kunitz. Ces protéines ont tendance à s'accumuler pendant les premiers stades de l'infection dans les tubercules de Russet Burbank et de RB9. Les tubercules de RB9 ont montré une accumulation constante des lipoxygénases en réponse à S. scabies durant toute la période d'infection, alors que dans les tubercules de la variété d'origine, l'infection a provoqué l'accumulation des lipoxygénases uniquement dans les premiers jours de l'infection. De plus, les jeunes tubercules de RB9 avaient un périderme renforcé, avec plus de couches des cellules suberisées et une morphologie cellulaire modifiée par rapport aux tubercules de la variété d'origine. Ainsi, l'amélioration de la résistance à la gale commune provoquée par l'adaptation à la thaxtomine A a été associée à des changements protéomiques et morphologiques. La thaxtomine A est un facteur essentiel pour le développement des symptômes de la gale commune. Lorsqu'elle est appliquée sur des tranches de tubercules, elle provoque un brunissement de la chair des tubercules. Une coloration au Bleu de toluidine O des tranches de chair de tubercule traitées à la thaxtomine A a ici permis d’observer une coloration bleue typique des composés phénoliques. Par contre, la superficie du brunissement ne reflètait pas la résistance des variétés Russet Burbank et Yukon Gold à la gale commune, mais correspondait plutôt au niveau d'accumulation des phénols. Le traitement avec la thaxtomine A a provoqué la mort des cellules du parenchyme des tubercules des deux variétés. Cependant, le degré de mort cellulaire, déterminé par une coloration au bleu d'Evans, n'était pas corrélée avec la superficie du brunissement. L'application d'acide 2-aminoindane-2-phosphonique, un inhibiteur compétitif de la phénylalanine-ammonia lyase, simultanément avec la thaxtomine A a réduit le développement du brunissement sur les tranches de pomme de terre. Ainsi, le brunissement des tranches de tubercule induit par le traitement à la thaxtomine A était provoqué, du moins en partie, par l'accumulation de composés phénoliques dans les cellules de la chair du tubercule. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet permettent de mieux comprendre l'interaction entre des tubercules de pomme de terre et S. scabies. Ils mettent en évidence des facteurs protéiques qui pourraient être impliqués dans la résistance de la pomme de terre à la gale commune.
Author: Isayenka, Iauhenia
Language: English
Subfield: Plant Science
Domain: Life Sciences
SDG: Zero hunger
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7201032336