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Caractérisation moléculaire et fonctionnelle des aquaporines dans les associations mycoparisitaires Trichoderma spp. avec Fusarium solani chez l’Olivier

PHC : Utique
Codes du projet : 16G0914 -- Campus N° 34861PF
Domaine : Agronomie, productions animale, végétale et agroalimentaire
Intitulé : Caractérisation moléculaire et fonctionnelle des aquaporines dans les associations mycoparisitaires Trichoderma spp. avec Fusarium solani chez l’Olivier
Porteur(s) : VENISSE Jean-Stéphane, KHOUAJA Ali, BOURGERIE Sylvain, CHAAR Hatem
Date de début : 01/01/2016
Date de fin : 31/12/2018

Cette thèse cible les mécanismes de biocontrôle qu’assure le champignon Trichoderma (par mycoparasitisme) sur certaines plantes pérennes d’intérêt agronomique crucial, ici l’Olivier et l’Hévéa vis-à-vis de certaines maladies cryptogamiques. Deux pathologies ont particulièrement retenu notre attention, la fusariose sur Olivier provoquée par Fusarium solani, et le CLF (Corynespora leaf fall) sur Hévéa provoqué par Cercospora cassiicola. Notre question fondamentale est comment s’opère le mycoparasitisme de Trichoderma in planta. Et pour répondre à cette question, deux problématiques de phytopathologie moléculaire sont proposées: l’approche phytopathologique permettra d’apprécier le comportement de Trichoderma lors du parasitisme de certaines souches fongiques phytopathogènes dès lors où les interactions évoluent in planta, et l’approche moléculaire afin de décrypter le mode trophique du champignon (organismes osmotrophes) en suivant l’expression des perméases de type aquaporines durant les interactions mycoparasitaires. Bien que répondant à des questions fondamentales dans un premier temps, cette thèse s’intègre pleinement dans une démarche plus large et finalisée d’optimisation des moyens de luttes de plusieurs maladies fongiques touchant 2 grandes cultures arboricoles : l’oléiculture et l’hévéaculture. Pour des raisons de temps et de logistiques inhérentes à la situation de cotutelle de ce sujet de recherche, cette thèse se focalise principalement sur la partie Olivier. L’aspect Hévéa ne sera pas négligé pour autant car il nous permettra de vérifier la généricité de réponse que déploierait Trichoderma chez ses différentes plantes hôtes (partie Hévéa explorée courant 2016).

Objectifs

• Affiner les connaissances sur le comportement de Trichoderma quand il parasite certaines souches de phytopathogènes fongiques in planta.
• Les AQP seront exhaustivement caractérisées chez les genres Trichoderma et Fusarium afin de saisir la diversité de leur structure moléculaire, et leur niveau d’expression génique sera suivi. Pour certains membres d’aquaporines (notamment les plus exprimés), nous validerons la fonction de transport vis-à-vis de certains solutés (collaboration avec l’Université d’Orléans).
• Enfin, nous suivrons l’expression des AQP modulées lors des relations que T. harzianum établit avec l’Olivier, une de ses plantes d’installation (saprophytisme) et avec F. solani, potentiellement un champignon cible (mycoparasitisme). Les organes racinaires et foliaires, lieux d’installation privilégiés de T. Harzianum, seront ciblés.
• L’objectif ultime sera d’établir un model trophique de cette interaction tripartite.

Courant 2016, ces travaux seront étendus au couple Hévéa/C. cassiicola avec l’utilisation de souches de T Harzianum particulières. Une démarche méthodologique similaire sera appliquée.

Résultats

Les données aquaporines chez les champignons sont très fragmentaires. Un préalable à leur étude au sein de T. Harzianum et F. Solani était de les recenser, puis de les classer selon leur structure protéique. Ce premier travail fut réalisé en s’appuyant sur des bases de données génomiques fongiques rendues publiques sur les portails NCBI et JGI. Il s’avère que les genres Trichoderma et Fusarium présenteraient 8 membres d’aquaporines. L’étude phylogénique de leurs séquences protéiques les répartirait en 5 sousfamilles: 2 aquaglycéroporines de type Fps-like, 1 Aquaglycéroporine de type ?, 3 aquaglycéroporines dite « orthodoxes ou classiques », 1 aquaglycéroporine dite « others », et 1 aquaporine de type XIP (X-Intrinsic Protein). L’étude de leur structure tridimensionnelle fut réalisée. Elle a démontré que ces 8 protéines présentent les caractéristiques des MIP : 6 régions hydrophobes (segments transmembranaires), et les motifs NPA régulateurs impliqués dans la diffusion et la sélectivité des solutés transportés. Pour chaque membre, un couple d’amorces nucléotidiques a été spécifiquement dessiné. Ces amorces nous permettront d’identifier les conditions d’expression des aquaporines. Des données préliminaires semblent montrer l’expression de plusieurs AQP chez T Harzianum cultivé in vitro. Ces analyses moléculaires seront terminées d’ici la fin de l’année. Quant au partenaire C. cassiicola, l’agent phytopathogène d’Hévéa, il partage ces mêmes sous-familles de MIP représentées par 8 membres. Ces nouvelles séquences seront incluses aux analyses phylogénétiques.
Ces données sont très intéressantes, et ont autorisé la mise en place des inoculations d’Olivier avec des souches de F. solani, de T. Harzianum, puis un mélange de F. solani/T. Harzianum. Ces tests biologiques sont actuellement menés en Tunisie (achevés courant mai). Des prélèvements biologiques aux niveaux racinaires et foliaires sont en cours, desquels nous suivrons les profils d’expression de l’ensemble des aquaporines identifiées. Sur 2 aquaporines de Trichoderma (une XIP et une aquaglyacéroporine qui reste à définir), leur fonction perméasique sera définie vis-à-vis des éléments eau et glycérol (collaboration orléanaise).
Enfin, selon le souhait de la candidate, des biotests de mycoparasitisme entre ces souches de champignons sont entrepris in vitro, et analysés par microscopie. Ces analyses seront complémentées par des suivis d’expression des aquaporines chez ces deux partenaires fongiques en compétition. L’angle d’exploration entrepris ici est totalement inédit.

Informations supplémentaires

Université de Carthage

Partenaire tunisien
Tunis
http://www.ucar.rnu.tn

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Ressources Sylvo-Pastorales (LRSP)


Responsable(s)
Ali KHOUAJA - LRSP - Tabarka - Tél :21694857561 - Email :alikhouaja@yahoo.fr

Institut National Agronomique de Tunis

Partenaire tunisien
Tunis
http://www.semide.tn/INAT.htm

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Ressources Sylvo-Pastorales (LRSP)


Responsable(s)
Hatem CHAAR - LRSP - Tunis - Tél :2165416168 - Email :chaarh@yahoo.com

Université Blaise Pascal

Partenaire français
Aubiere
http://www.univ-bpclermont.fr

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire Physique et Physiologie intégratives de l'arbre forestier et For (PIAF)


Responsable(s)
Jean-Stéphane VENISSE - PIAF - Aubiere - Tél :0473407942 - Email :j-stephane.venisse@univ-bpclermont.fr

Université d'Orléans

Partenaire français
Orléans
http://www.univ-orleans.fr

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures (LBLGC)


Responsable(s)
Sylvain BOURGERIE - LBLGC - Orléans - Tél :0238494808 - Email :sylvain.bourgerie@univ-orleans.fr