Analyse fonctionnelle et étude de la régulation de gènes candidats sous-jacents au QTL GpaVspl impliqué dans la résistance au nématode à kyste Globodera pallida chez la pomme de terre

Les nématodes à kystes sont l’un des bioagresseurs causant le plus de dégâts sur les cultures de pommes de terre. La résistance trouvée chez l'accession spl88S.329.18, issue de l'espèce Solanum sparsipilum est caractérisée par un déterminisme oligogénique avec un QTL à effet fort localisé sur le chromosome V (GpaVspl) et un QTL mineur localisé sur le chromosome XI (GpaXIspl). Pour obtenir une résistance de haut niveau, l'effet du QTL GpaVspl, doit être complémenté par celui du QTL à effet faible GpaXIspl. Par génomique comparative, le locus GpaV a été localisé dans un intervalle compris entre 16 et 60 kb sur les génomes de la tomate et des espèces apparentées à la pomme de terre, Solanum demissum et Solanum phureja. Deux gènes ont été annotés dans cet intervalle sur les génomes de la tomate et de S. demissum: le premier appartient à la famille des TIR-NBS-LRR (TNL), famille de gènes de résistance classiques, et le second appartient à la famille des « mitochondrial, transcription termination factor » (mTERF), dont l’implication dans des mécanismes de résistance n’a jamais été démontrée. Les objectifs de ma thèse étaient d'identifier le(s) gène(s) responsable(s) de la résistance à G. pallida, conférée par le locus GpaVspl, et d'étudier sa régulation. Suite à la publication de la séquence du génome de S. phureja, en 2011, nous avons mis en évidence que le locus GpaV était dupliqué chez S. phureja et que cette duplication était également présente chez S. sparsipilum. Les quatre gènes annotés au locus GpaVspl ont été nommés Spl_mTERF18430, Spl_TNL18429, Spl_mTERF18453 et Spl_TNL18428. L'effet des deux gènes Spl_mTERF18430 et Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida a été analysé via des expériences de transformation génétique suivies par des tests de résistance sur les plantes transformées. Un effet partiel du gène Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida a été mis en évidence par complémentation de plantes sensibles. Aucun effet significatif n'a été détecté pour le gène Spl_mTERF18430. Des expériences d'extinction génique suggèrent que le deuxième gène TIR-NBS-LRR, Spl_TNL18429, qui est également exprimé dans les racines et qui présente un fort pourcentage d'identité de séquence avec le gène Spl_TNL18428, pourrait également être impliqué dans la résistance à G. pallida. L'expression du gène rapporteur GFP, placé sous le contrôle du promoteur du gène Spl_TNL18428, est fortement induite dans les cellules situées autour du syncytium. Ceci renforce l'hypothèse d'une implication du gène Spl_TNL18428 dans la résistance à G. pallida, car la localisation de l'expression de la GFP est similaire à celle de la nécrose, qui est caractéristique de la réaction développée par les plantes résistantes autour du syncytium induit par les nématodes. En tenant compte des données bibliographiques récentes, montrant que plusieurs gènes NBS-LRR peuvent être indispensables à l'expression d'une résistance, nos résultats suggèrent que les deux gènes Spl_TNL18428 et Spl_TNL18429 sont nécessaires à l'expression de la résistance à G. pallida.