Search

[EN] Sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) parasitization on sunflower was first observed at the end of the 19th century and has continued since then jeopardizing sunflower cultivation in many areas of Europe and Asia. A distinctive characteristic of the O. cumana-sunflower parasitic system is that it is mainly governed by a gene-for-gene interaction. This determines complete resistance in the host controlled by dominant alleles at a single locus, which facilitates the management of the resistance for hybrid seed production. But on the other hand avirulence in the parasite is also controlled by dominant alleles at a single gene. Monogenic, dominant resistance exerts a strong selection pressure on the parasite that maximizes the probability of overcoming resistance mechanisms in a short period of time. This has in fact resulted in a number of physiological races that periodically surpass all the available resistance sources. The spread of populations to new areas and the subsequent hybridization between populations is another mechanism creating genetic diversity in sunflower broomrape and allegedly recombination of avirulences genes. After more than one century of coexistence, genetic resistance to broomrape in sunflower has to be focused under an integrated approach that considers not only the characterization of resistance mechanisms in the host, but also the genetic and physiological bases of avirulence in the parasite. From the perspective of genetic resistance in sunflower, most important is not relying only on single dominant genes, but following instead pyramiding strategies. These should give priority to combining complementary mechanisms of resistance under both qualitative (vertical) and quantitative (horizontal) genetic control. These aspects are discussed in the paper., [FR] Le parasitisme de l’orobanche du tournesol (Orobanche cumana Wallr) a été observé à la fin du 19e siècle et a continué depuis lors, mettant en péril la culture du tournesol dans de nombreuses régions d’Europe et d’Asie. Une caractéristique spécifique de l’interaction O.cumana-Tournesol est qu’elle est principalement régie par une interaction gène pour gène. Elle détermine une résistance totale de l’hôte contrôlée par des allèles dominants à un seul locus, ce qui facilite la gestion de la résistance pour la production de semences hybrides. Mais d’un autre côté, l’avirulence du parasite est également contrôlée par les allèles dominants d’un seul gène. Monogénique et dominante, la résistance exerce une forte pression de sélection sur le parasite qui maximise la probabilité de surmonter les mécanismes de résistance dans un court laps de temps. Cela a en fait abouti à un certain nombre de races physiologiques d’orobanche qui contournent régulièrement toutes les sources de résistance disponibles. La propagation des populations en de nouveaux lieux et l’hybridation ultérieure entre populations est un autre mécanisme qui favorise la diversité génétique de l’orobanche du tournesol et la prétendue recombinaison des gènes d’avirulences. Après plus d’un siècle de coexistence, la résistance génétique à l’orobanche chez le tournesol doit être envisagée via une approche intégrée qui tient compte non seulement de la caractérisation des mécanismes de résistance chez l’hôte, mais aussi des bases génétiques et physiologiques de l’avirulence du parasite. Du point de vue de la résistance génétique du tournesol, le plus important est de ne pas seulement considérer les gènes dominants simples, mais davantage des stratégies pyramidales. Celles-ci devraient laisser la priorité à la combinaison de mécanismes complémentaires de résistance, via un contrôle génétique à la fois qualitatif (vertical) et quantitatif (horizontal). Ces aspects sont abordés dans cet article., Authors’ research on sunflower broomrape is being supported by research project AGL2014-53886-P funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness and European Union FEDER funds.

Leptosphaeria maculans est un champignon ascomycète responsable de la nécrose du collet du colza, principale maladie sur cette culture. La méthode de lutte la plus utilisée contre cet agent pathogène est la lutte génétique. Celle-ci repose sur l'interaction entre un gène de résistance Rlm chez la plante et un gène d'avirulence AvrLm chez le champignon. L'un d'eux, AvrLm4-7, joue un rôle important dans la fitness fongique1 et a été cloné2. Récemment, nous avons mis en évidence une corrélation négative entre les phénotypes induits par deux gènes d'avirulence, AvrLm3 et AvrLm4-73. Lorsqu'une souche possède un allèle fonctionnel du gène AvrLm4-7, le phénotype induit par AvrLm3 est masqué. En cas de contournement de la résistance Rlm7, le phénotype AvrLm3 apparait. Ceci offre des perspectives originales pour la gestion durable des résistances variétales Rlm3 et Rlm7. Afin d'élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette interaction négative, deux approches ont été menées en parallèle. D'une part, nous analysons des événements de mutation du gène AvrLm4-7 au sein de populations sélectionnées sur des génotypes de colza Rlm3 et/ou Rlm7 et présentant le phénotype simple virulent (AvrLm3-avrLm7) ou double virulent (avrLm3-avrLm7). Cette analyse a permis de mettre en évidence une mutation ponctuelle dans la protéine AvrLm4-7 qui semble spécifique aux souches double virulentes. D'autre part, nous avons initié le clonage du gène AvrLm3 par une approche de clonage positionnel classique et par des approches de génomique visant à identifier des effecteurs candidats spécifiquement exprimés chez une souche au phénotype AvrLm3, lors de phases primaires de l'infections. 40 gènes candidats ont été identifiés et sont actuellement en cours d'analyse.

National audience; Afin de définir de nouveaux critères prédictifs de la durabilité des résistances des plantes à leurs bioagresseurs, nous avons testé l’existence d’un lien entre d’une part la durabilité des résistances aux virus et d’autre part la diversité moléculaire des facteurs d’avirulence correspondants ou bien la contrainte évolutive s’exerçant sur ces facteurs. En effet, l’émergence de populations virales capables de contourner une résistance nécessite l’accumulation d’une ou plusieurs mutations dans ces facteurs d’avirulence. Or, plus un facteur d’avirulence est variable, plus il aura de chances que sa séquence possède ou acquière les mutations particulières permettant au virus de s’adapter à la résistance correspondante et moins cette résistance sera durable. Par ailleurs, plus l’évolution du facteur d’avirulence est contrainte, plus les mutations qui pourraient apparaître dans ce gène auront des effets négatifs sur la fitness du virus et plus la résistance correspondante sera durable. Afin de tester ces hypothèses, nous avons retenu 20 pathosystèmes plante-virus pour lesquels il était possible d’estimer l’ensemble de ces paramètres. La contrainte évolutive exercée sur les facteurs d’avirulence a été estimée par le ratio entre les taux de substitutions non synonymes et synonymes affectant les gènes codant pour ces facteurs. Les résultats n’indiquent aucun lien significatif entre la diversité moléculaire des facteurs d’avirulence et la durabilité des résistances correspondantes. Par contre, un lien significatif a été observé entre la contrainte évolutive exercée sur les facteurs d’avirulence et la durabilité des résistances correspondantes. Nos résultats suggèrent également que l’estimation de cette contrainte évolutive pourrait être utilisée comme un prédicteur précoce de la durabilité potentielle des gènes de résistance, utilisable en amont dans les schémas de création variétale.