Date : 2025
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Relations plante-microorganisme pathogène
Glucides -- Transport physiologique
Classification Dewey : 571.92
Classification Dewey : 635.974
Résumé / Abstract : La vigne, Vitis vinifera, est une plante cultivée présentant une grande importance économique et culturelle au travers le monde. Depuis plusieurs années, on observe une augmentation des pertes liées aux maladies cryptogamiques causées par des agents pathogènes, tels que le champignon nécrotrophe Botrytis cinerea responsable de la pourriture grise. La compétition pour les sucres entre l’hôte et l’agresseur est un facteur important qui détermine le devenir de l’interaction (résistance ou maladie). Ces nutriments sont, d’une part, nécessaires à la défense de l’hôte, et d’autre part, nécessaires au développement de l’agent pathogène.Nous nous intéressons donc spécifiquement à cette compétition et aux acteurs associés, dont les transporteurs de sucres et les invertases. Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, de précédentes études ont mis en évidence le rôle du transporteur de sucres AtSTP13, localisé sur la membrane plasmique, dans la défense basale à B. cinerea. L’objectif de cette thèse est d’étudier le rôle du transporteur d’hexoses de la vigne VvHT5, identifié comme le plus proche homologue à AtSTP13, avec qui il partage un profil d’induction en réponse à B. cinerea. Dans un premier travail, nous avons surexprimé VvHT5 chez A. thaliana dans un fond génétique sauvage et un fond génétique déficient stp13 présentant une sensibilité accrue à B. cinerea. L’ensemble de ces lignées présentent une amélioration de la tolérance à B. cinerea qui s’accompagne d’une augmentation de l’absorption de sucres, à l’instar des lignées surexprimant AtSTP13. Notamment, la surexpression de VvHT5 compense la déficience du mutant stp13 et restaure la tolérance à B. cinerea. Ces premiers résultats confirment la relation d’orthologie entre VvHT5 et AtSTP13, et suggèrent une implication de ces transporteurs dans la défense de la plante via la récupération des sucres extracellulaires.En parallèle de la surexpression de VvHT5 chez A. thaliana, des vignes transformées surexprimant le transporteur d’hexoses ont pu être générées et acclimatées en serre. Le phénotypage des lignées transgéniques a mis en évidence une augmentation de l’absorption de glucose dans les feuilles de vigne surexprimant VvHT5. Contrairement à A. thaliana, la surexpression de VvHT5 conduit à une augmentation de la sensibilité de la vigne à B. cinerea. Comme le suggéraient d’autres études, cela met en évidence des différences dans l’implication du transport de sucres dans la tolérance ou la sensibilité aux agents pathogènes en fonction de l’hôte.Les mécanismes de défense de la vigne sont complexes et restent à être complètement élucidés. Afin de mieux comprendre les réponses moléculaires associées à la tolérance/sensibilité de la vigne à B. cinerea, une étude transcriptomique de type RNA-seq a été menée chez des vignes V. vinifera et sauvages, présentant des sensibilités contrastées. L’analyse des gènes différentiellement exprimés en réponse à ce champignon nécrotrophe indique des réponses spécifiques chez certains génotypes, corrélées à leur tolérance/sensibilité. Un certain nombre de gènes candidats feront l’objet de futures études qui pourront contribuer à l’amélioration de la résistance de la vigne à ses agents pathogènes, et à la création de nouveaux cépages.
Résumé / Abstract : Grapevine, Vitis vinifera, is a cultivated plant of significant economic and cultural importance worldwide. In recent years, there has been an increase in losses related to cryptogamic diseases caused by pathogens, such as the necrotrophic fungus Botrytis cinerea which is responsible for gray mold. The competition for sugars between the host and the pathogen represents a pivotal factor in determining the outcome of the interaction, which may result in either resistance or disease. These nutrients are essential for both the host’s defense and the pathogen’s development. We are therefore specifically interested in this competition and the associated players, including sugar transporters and invertases. In the model plant Arabidopsis thaliana, previous studies have highlighted the role of the plasma membrane-localized sugar transporter AtSTP13 in the basal defense against B. cinerea. This thesis aims to study the role of the grapevine hexose transporter VvHT5, identified as the closest homolog to AtSTP13, and sharing a similar induction profile in response to B. cinerea. In an initial study, we overexpressed VvHT5 in A. thaliana, both in a wild-type genetic background and in a stp13 mutant genetic background, which is more susceptible to B. cinerea. All these lines exhibited enhanced tolerance to B. cinerea, accompanied by increased sugar uptake, similar to that observed in lines overexpressing AtSTP13. It is noteworthy that the overexpression of VvHT5 compensates the deficiency in the stp13 mutant, thereby restoring tolerance to B. cinerea. These preliminary results confirm the orthologous relationship between VvHT5 and AtSTP13 and suggest that these transporters are involved in plant defense through the uptake of extracellular sugars.Alongside the overexpression of VvHT5 in A. thaliana, grapevines genetically modified to overexpress the hexose transporter have been generated and acclimatized in a greenhouse. Phenotyping of the transgenic lines revealed an increased glucose uptake into the leaves of grapevines overexpressing VvHT5. Unlike in A. thaliana, overexpression of VvHT5 in grapevine leads to increased susceptibility to B. cinerea. This finding is consistent with previous studies that have highlighted differing roles of sugar transporters in pathogen tolerance or susceptibility, depending on the host.Grapevine defense mechanisms are complex and remain to be fully elucidated. To gain a deeper insight into the molecular responses associated with grapevine tolerance/susceptibility, a transcriptomic study using RNA-seq was conducted on V. vinifera and wild grapevines with contrasting susceptibilities to B. cinerea. The analysis of differentially expressed genes in response to this necrotrophic fungus has revealed specific responses associated with genotypes, which are correlated with their tolerance/susceptibility. Future studies will focus on several candidate genes, which could contribute to improve grapevine resistance to pathogens and develop of new grapevine varieties.