Genetic resistance and plant defense stimulation for tomato powdery mildew control
Résistance génétique et stimulation des défenses de la plante pour contrôler l’oïdium de la tomate
Résumé
Tomato is the most widely consumed vegetable in the world. It is susceptible to several diseases such as powdery mildew and late blight. Tomato powdery mildew is a foliar disease caused mainly by the fungus Oïdium neolycopersici. The aim of this work is to investigate the combination of two immune strategies (genetic resistance and plants defenses stimulation) to control tomato powdery mildew. This study focused on three points: (1) mapping the tomato genomic regions involved in the genetic resistance (QTL) of the G21 accession; (2) assessing the role of plant genetics in the efficacy of biocontrol products, and (3) studying the mode of action of these biocontrol products, using biological, transcriptomic and metabolomic approaches. Regarding genetic resistance, one QTL for powdery mildew resistance was detected on chromosome 9. Phenotypic analyses showed that the biocontrol products P4 and P7 had protective efficacy against powdery mildew of 18% and 68% respectively, and that the efficacy variation of both products was partly due to genetic effect (for P4: H² = 64% and for P7: H² = 66%). Metabolomics analyses showed both products influenced the synthesis of secondary metabolites in the plant's leaves. In conclusion, P7 was more effective against O. neolycopersici, with a heritability of 66%, and induced the synthesis of secondary metabolites in the leaves. For future research, we will employ a transcriptomic approach to identify defense genes induced by these biocontrol products and we will map the QTL involved in the plant's response to P7 application.
La tomate est le légume le plus consommé au monde. Elle est sensible à plusieurs maladies telles que l’oïdium et le mildiou. L’oïdium de la tomate est une maladie foliaire principalement causée par le champignon Oïdium neolycopersici. L’objectif de ce travail est d’étudier la combinaison de deux leviers immunitaires (résistance génétique et stimulation des défenses de la plante) chez la tomate pour le contrôle de l’oïdium. Cette étude a porté sur trois axes : (1) la cartographie des régions génomiques de la tomate impliquées dans la résistance génétique de l’accession G21, (2) l’évaluation de la part de la génétique de la plante dans l’efficacité de produits de biocontrôle et (3) l’étude du mode d’action de ces produits de biocontrôle, par des approches biologiques, transcriptomiques et métabolomiques. Concernant la résistance génétique, un QTL (quantitative trait locus) de résistance à l’oïdium a été détecté sur le chromosome 9 de la tomate. Les analyses phénotypiques ont montré que les produits P4 et P7 ont des efficacités protectrices vis-à-vis de l’oïdium de 18% et 68%, respectivement et que la variation de l’efficacité de ces deux produits est en partie due à l’effet génétique (pour P4 : H² = 64% et pour P7 : H² = 66%). Les analyses métabolomiques ont montré que les deux produits ont un effet sur la synthèse de métabolites secondaires dans les feuilles de la plante. En conclusion, le produit P7 est plus efficace contre O. neolycopersici, avec une héritabilité de 66% et induit la synthèse de métabolites secondaires par la plante. Dans la suite des travaux une approche transcriptomique sera utilisée pour identifier les gènes de défense qui sont induits par ces produits et de faire la cartographie génétique des régions génomiques impliquées dans la réponse des plantes à l’application des produits de biocontrôle.
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