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Productions durables (DS0501) 2014
Projet RIPOSTE

Exploitation de la variabilité de la résistance quantiattive aux agents pathogènes pour l'amélioration de la tolérance aux maladies des espèces cultivées

Les pertes agronomiques dues aux bioagresseurs créent une contrainte majeure pour la sécurité alimentaire. En outre, la demande croissante d’une alimentation durable conduit à la nécessité de réduire notre dépendance vis-à-vis des pesticides et implique la recherche d’alternatives pour le contrôle des maladies. Au cours des dernières années, l’importance et la complexité des voies de perception de l’agent pathogène et de signalisation sont apparues clairement dans la régulation et l’exécution de la réponse immune des plantes. Notamment, l’immunité médiée par les gènes de type R a été montrée comme la forme la plus efficace de résistance chez les plantes, mais aussi une forme de résistance peu durable. Ainsi, une attention croissante s’est développée pour d’autres formes de résistance dans un objectif d’amélioration des plantes, telles la résistance quantitative, mais pour lesquelles les connaissances sont encore très limitées. De plus, la gestion de la résistance dans un contexte d’évolution des maladies doit prendre en compte le fait que l’investissement de la plante dans la réponse immunitaire implique un trade-off avec la « fitness » de la plante de façon complexe. Ainsi, pour augmenter la tolérance aux stress de la plante et maintenir dans le même temps sa productivité en termes de rendement et biomasse, il est nécessaire de (i) comprendre la diversité moléculaire des résistances, (ii) identifier les « nœuds » contrôlant l’entrée ou le rejet du bioagresseur, (iii) établir le trade-off coût/bénéfice associé à l’expression des défenses, (iv) proposer de nouvelles stratégies pour maintenir une résistance durable dans un contexte d’agro-écosystème et (v) transférer ces connaissances vers les espèces agronomiques.

En combinant les expertises de trois équipes de recherche publiques et d’un partenaire industriel ayant tous un intérêt commun dans l’identification de mécanismes de résistance et de promouvoir leur durabilité dans un contexte d’agro-écosystème, ce projet exploitera la diversité génétique de la Résistance Quantitative (QDR, Quantitative Disease Resistance) pour identifier des sources possibles de tolérance à la maladie dans la plante modèle (Arabidopsis thaliana) et dans des plantes d’intérêt agronomique (Brassica, Piment et Tomate). Le projet est basé sur l’identification récente par les partenaires 1 et 2 du gène RKS1 par clonage positionnel et Genome Wide Association mapping d’un QTL majeur chez A. thaliana conférant la résistance à Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), une bactérie pathogène infectant le système vasculaire des plantes et causant la pourriture noire, l’une des maladies les plus dévastatrices des Crucifères. Dans le WP1, des connaissances seront acquises sur l’intégration de RKS1dans les voies conduisant à la résistance déjà connues chez les plantes, et sur la caractérisation des voies régulant et régulées par, RKS1. L’élucidation des forces évolutives favorisant le maintien du polymorphisme de RKS1 dans les populations naturelles en (i) estimant les trade-offs coût/bénéfice selon une gamme d’intensités d’infection (WP2), et (ii) développant des modèles réalistes pour comprendre et prédire les dynamiques adaptatives des allèles de résistance dans les populations naturelles (WP3), permettra d’évaluer la pertinence du gène RKS1 (et d’autres gènes identifiés dans le WP1) pour des applications dans des espèces agronomiques. Finalement, RKS1 et d’autres gènes candidats seront ensuite directement testés et ce, à haut débit, et à travers une approche non OGM, pour leur valeur potentielle (allèles et orthologues) pour le contrôle des agents pathogènes dans la Tomate, le Piment et Brassica dans les programmes d’amélioration (WP4).

Au travers d’actions coordonnées en recherche fondamentale et appliquée, ce projet contribuera à prédire des systèmes de protection robustes dans lesquels la tolérance aux agents pathogènes n’a pas (ou peu) d’impacts sur d’autres traits tels que la productivité végétale.


Partenaires

LIPM CNRS INRA Laboratoire des Interactions Plantes Micro-organismes

LIPM CNRS INRA Laboratoire des Interactions Plantes Micro-Organismes

EDB UMR CNRS-UPS-ENFA 5174 Laboratoire Evolution et Diversité Biologique

 VILMORIN & CIE

Aide de l'ANR 495 877 euros
Début et durée du projet scientifique octobre 2014 - 48 mois

 

Programme ANR : Productions durables (DS0501) 2014

Référence projet : ANR-14-CE19-0024

Coordinateur du projet :
Madame Dominique ROBY (Laboratoire des Interactions Plantes Micro-Organismes)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.