Specialized metabolism in Brassica napus : Characterization of phytochemical diversity, its genetic determinants, and its regulation by pathogen infection | Métabolisme spécialisé chez Brassica napus : Caractérisation de la diversité phytochimique, de ses déterminants génétiques et de sa régulation par l'infection d’un agent pathogène

إنجليزي. Specialized metabolism plays an essential role in plant-environment interactions. Its characterization in cultivated plants represents a significant scientific challenge. During my thesis, I worked on the characterization of the specialized metabolism and its genetic determinants in Brassica napus (oilseed rape), and I studied its regulation in response to infection by Leptosphaeria maculans (causal agent of phoma). I contributed to developing a targeted metabolic profiling method and identified 36 foliar/root glucosinolates (GLSs), 32 foliar phenolic compounds (PHLs), and 18 previously undocumented root compounds. The quantification of these SMs in 304 Brassicaaccessions revealed important phytochemical contrasts within the panel. GWA analysis of these phytochemical variations identified 104 loci (QTLs). The genetic architecture thus highlighted an independent control of the subcategories of GLSs, PHLs, and new root compounds. This work provides a useful resource for Brassica chemical ecology and breeding. Using the same targeted profiling method, we showed induction of indole GLSs 14 days after inoculation of the B. napus stems with L. maculans. Mass spectrometric imaging of the cross-section of infected rapeseed stem revealed the spatialization of metabolic responses to L. maculans infection.

فرنسي. Le métabolisme spécialisé joue un rôle essentiel dans les interactions plante-environnement. Sa caractérisation chez les plantes cultivées représente un enjeu scientifique important. Au cours de ma thèse, j’ai travaillé à la caractérisation du métabolisme spécialisé et de ses déterminants génétiques chez Brassica napus, et j’ai étudié sa régulation en réponse à l’infection par Leptosphaeria maculans, agent causal du phoma. J’ai contribué au développement d’une méthode de profilage métabolique ciblé et identifié 36 glucosinolates (GLSs) foliaires/racinaires, 32 composés phénoliques (PHLs) foliaires et 18 composés racinaires non documentés jusqu'à présent. La quantification des ces SMs dans 304 accessions de Brassica a permis de révéler des contrastesphytochimiques importants au sein du panel. L’analyse GWAS de ces variations phytochimiques a identifié 104 locus (QTLs). L’architecture génétique ainsi mise en évidence suggère un controle indépendant des sous-catégories de GLSs, PHLs et des nouveaux composés racinaires. Ces travaux fournissent une ressource utile pour l'écologie chimique et la sélection des Brassicas. En utilisant la même méthode de profilage ciblé, nous avons montré une induction des GLSs indoliques 14 jours après inoculation de la tige de B. napus par L. maculans. L'imagerie par spectrométrie de masse de la section transversale de tige de colza infectée a permis de révéler une spatialisation des réponses métaboliques suite à l’infection par L. maculans.