Nouveaux déterminants de la résistance de la vigne pour le développement de variétés résistantes aux maladies cryptogamiques

La vigne, pilier économique, culturel et touristique de la région Nouvelle-Aquitaine, est fortement menacée par des maladies cryptogamiques telles que le mildiou, l’oïdium et la pourriture grise. Ces pathogènes engendrent des pertes importantes et entraînent une utilisation massive de produits phytosanitaires, avec des impacts négatifs sur l’environnement et la santé humaine. Face à ces défis et s’appuyant sur les résultats du projet CryptoCARBO (Projet ESR Nouvelle-Aquitaine 2021-2024), ce projet pluridisciplinaire de trois ans vise à identifier de nouveaux déterminants de la tolérance de la vigne aux champignons pathogènes, notamment Botrytis cinerea afin de développer des variétés résistantes, réduisant les intrants chimiques tout en soutenant une viticulture durable.

Contexte et problématique :

Grâce à des approches innovantes, le projet cherche à identifier de nouveaux gènes liés à la résistance basale ou à la sensibilité de la vigne à Botrytis cinerea. Cette recherche répond à une forte demande de la filière viticole. Alors que des gènes de résistance sont bien identifiés pour le mildiou et l'oïdium, et que des travaux prometteurs sont en cours pour le black-rot, il existe un manque criant de gènes de résistance à la pourriture grise. Les résultats du projet permettront de combler cette lacune et de développer des variétés plus résistantes grâce à des programmes de sélection et de croisement.

Description du sujet :

Ce projet de thèse s’articule autour de trois axes principaux :

1. Identification de déterminants génétiques de tolérance et de sensibilité via une approche bioinformatique
2. Validation fonctionnelle des gènes candidats : recherche d’orthologues, phénotypage de mutants et caractérisation biochimique des protéines correspondantes
3. Recherche sur les variétés et variants naturels pour le développement de variétés tolérantes

Méthodologie et mise en œuvre :

Le projet débutera par l’analyse approfondie des données RNAseq et métabolomique obtenues sur divers cépages présentant des niveaux contrastés de tolérance à Botrytis cinerea dans le cadre du projet CryptoCARBO. Cette approche permettra de mettre en évidence des facteurs clés impliqués dans les mécanismes de tolérance et de décrypter les réseaux moléculaires liés aux réponses immunitaires de la vigne. Les gènes candidats ainsi identifiés seront comparés à leurs orthologues chez Arabidopsis thaliana. Les mutants knock-out ou gain de fonction de ces gènes chez A. thaliana et/ou la vigne permettront de confirmer leur rôle dans la réponse des plantes à Botrytis cinerea. Une analyse génétique de ces gènes chez Vitis sp permettra ensuite de détecter des variants naturels favorisant la résistance ainsi que des variants non fonctionnels associés à la sensibilité. Ces découvertes soutiendront le développement de programmes d’introgression, en partenariat avec des acteurs de la filière, visant à préserver la typicité des cépages tout en renforçant leur résistance.

Les thématiques de recherche de l’équipe «Sucres & Echanges  Végétaux-Environnement» (SEVE) portent sur les interactions des plantes avec le milieu et avec les microorganismes. Le positionnement de l’équipe SEVE relève de son cœur de recherche sur la physiologie intégrative du transport de sucres à longue distance (entre organes-sources et organes-puits) et à courte distance (au niveau cellulaire et subcellulaire). Nos travaux visent une meilleure compréhension des rôles du transport, de la remobilisation et de la ré-allocation des sucres dans les réponses de la plante aux contraintes du milieu.

Le projet de recherche de SEVE est construit sur les acquis de l’équipe en termes de : i) phénotypage d’écotypes d’Arabidopsis tolérants et sensibles à l’égard du stress hydrique ; ii) établissement des rapports source/puits au sein de l’organisme végétal et entre la plante et un champignon nécrotrophe ; iii) étude transcriptomique de différentes sous-familles de transporteurs de sucres ; iv) cartographie tissulaire, cellulaire et subcellulaire de ces protéines membranaires ; v) voies de signalisation et facteurs de transcription impliqués dans la régulation de l’expression génique de transporteurs des sucres et vi) analyse de mutants de transporteurs de sucres impliqués dans la réponse à la contrainte. Des approches transcriptomiques, protéomiques, isotopiques et d’imagerie sont mises en œuvre sur les plateaux techniques de l’UMR et en collaboration au niveau local, national et international.

Les interactions plante/stress hydrique et plante/champignon pathogène et/ou rhizobactéries s’inscrivent aisément dans les défis environnementaux actuels : i) économie et gestion de l’eau pour la préservation des ressources hydriques, tolérance des plantes à la carence en eau ; ii) diminution des intrants chimiques, amélioration des résistances variétales, développement d’inducteurs naturels des défenses (SDN) respectueux de l’environnement.

En conclusion, notre stratégie de recherche permet une meilleure adéquation avec les questionnements biologiques fondamentaux et leurs contributions aux attentes sociétales.

Groupe thématique « transport de sucres et interactions biotiques »

Responsable : Pr Sylvain La Camera

Démontrer in planta la fonctionnalité biologique de gènes impliqués dans le transport ou le métabolisme de sucres chez la Vigne et le Pois

Identifier de nouveaux déterminants de la résistance de la Vigne aux maladies cryptogamiques en utilisant des approches transcriptomiques et génétiques

Appréhender les nouvelles techniques de sélection variétale afin de valider fonctionnellement des gènes ayant un rôle positif ou négatif dans la résistance de la vigne, afin de les intégrer plus tard dans une stratégie d’amélioration variétale

Etudier des molécules de biocontrôle ou de synthèse ayant des activités antimicrobiennes ou stimulatrices des défenses naturelles contre les maladies des plantes

Titulaire d’un diplôme de 3^ème cycle (ingénieur ou Master 2) en biologie végétale, biotechnologies ou disciplines équivalentes.

Compétences souhaitées :

• Excellente maîtrise des outils de biologie moléculaire
• Excellente maîtrise de l’anglais : littérature scientifique, rédaction et expression
• Maîtrise de la manipulation des données sous R
• Goût pour la recherche pluridisciplinaire et la diffusion des connaissances
• Une expérience en phytopathologie est un plus