Présentation du stage de M2

Adaptation du Mildiou de la Vigne à la Pression Fongicide: Étude du fitness

Pierre Abadie

INRA Bordeaux–Aquitaine

Unité Mixte de Recherche 1065 en Santé Végétale Institut des Sciences de la Vigne et du Vin de Bordeaux

Responsable: Marie-France Corio-Costet

14 juin 2007

pgflastimage

Présentation du stage de M2

Contexte Scientifique Présentation de Plasmopara viticola

Contexte

▶ Mildiou de la vigne responsable de dégâts importants au vignoble ⇒ 80% des fongicides utilisés en viticulture

Contexte

▶ Mildiou de la vigne responsable de dégâts importants au vignoble ⇒ 80% des fongicides utilisés en viticulture

Cycle biologique du parasite

▶ Parasite biotrophe obligatoire

▶ Oomycète, Straménopile (affilié aux algues brunes)

Contexte et objectifs

▶ Depuis 1996, utilisation massive des fongicides "QoIs"

(monosites) pour lutter contre cette maladie ▶ Conséquence : apparition rapide de souches résistantes au

vignoble ▶ Résistance causée par une mutation ponctuelle dans la

séquence du gène mitochondrial du cytochrome b (G143A)

Contexte et objectifs

▶ Depuis 1996, utilisation massive des fongicides "QoIs"

(monosites) pour lutter contre cette maladie ▶ Conséquence : apparition rapide de souches résistantes au

vignoble ▶ Résistance causée par une mutation ponctuelle dans la

séquence du gène mitochondrial du cytochrome b (G143A)

Contexte et objectifs

▶ Depuis 1996, utilisation massive des fongicides "QoIs"

(monosites) pour lutter contre cette maladie ▶ Conséquence : apparition rapide de souches résistantes au

vignoble ▶ Résistance causée par une mutation ponctuelle dans la

séquence du gène mitochondrial du cytochrome b (G143A)

Présentation du stage de M2

Contexte Scientifique Objectifs de l’étude

Contexte et Objectifs

Objectif général de l’étude

Acquérir des connaissances sur l’apparition, le maintien et la dispersion des souches de P. viticola résistantes aux fongicides

Objectif du stage

▶ Étudier le fitness et la compétitivité des souches résistantes ▶ Existe-t-il un "coût" de la résistance chez P. viticola ?

Contexte et Objectifs

Objectif général de l’étude

Acquérir des connaissances sur l’apparition, le maintien et la dispersion des souches de P. viticola résistantes aux fongicides

Objectif du stage

▶ Étudier le fitness et la compétitivité des souches résistantes ▶ Existe-t-il un "coût" de la résistance chez P. viticola ?

Objectifs du stage

1. Compléter et acquérir des données sur le fitness des souches sensibles et résistantes

2. Évaluer la compétitivité des souches et confirmer ou non les données de fitness

3. Analyser les données pour détecter ou non l’existence d’un coût de la résistance

Objectifs du stage

1. Compléter et acquérir des données sur le fitness des souches sensibles et résistantes

2. Évaluer la compétitivité des souches et confirmer ou non les données de fitness

3. Analyser les données pour détecter ou non l’existence d’un coût de la résistance

Objectifs du stage

1. Compléter et acquérir des données sur le fitness des souches sensibles et résistantes

2. Évaluer la compétitivité des souches et confirmer ou non les données de fitness

3. Analyser les données pour détecter ou non l’existence d’un coût de la résistance

Présentation du stage de M2

Mesure du fitness Approche expérimentale

Comment mesurer le fitness ?

Définition du fitness

▶ valeur adaptative ▶ concept comparatif du succès reproductif

Mesure d’un indice de fitness = "FIC"

▶ Fréquence d’infection ▶ Taille des sporanges ▶ Temps de latence ▶ Efficacité d’infection ▶ Indice de Malthus M = ^{\frac{ln( \frac{Nt}{N_{0}} )}{t}} (capacité de sporulation)

Comment mesurer le fitness ?

Définition du fitness

▶ valeur adaptative ▶ concept comparatif du succès reproductif

Mesure d’un indice de fitness = "FIC"

▶ Fréquence d’infection ▶ Taille des sporanges ▶ Temps de latence ▶ Efficacité d’infection ▶ Indice de Malthus M = ^{\frac{ln( \frac{Nt}{N_{0}} )}{t}} (capacité de sporulation)

Présentation du stage de M2

Mesure du fitness Résultats

Mesures du FIC de 34 souches R et S

▶ Pas de différence significative entre le FIC des souches sensibles et résistantes (χ^{2} + Newman-Keuls)

Mesures du FIC de 34 souches R et S

▶ Pas de différence significative entre le FIC des souches sensibles et résistantes (χ^{2} + Newman-Keuls)

Suite de l’étude :

Évaluer la compétitivité des souches et confirmer ou infirmer les données de fitness obtenues

Présentation du stage de M2

Test de compétitivité Principe et objectif

Couples de souches utilisés

Souche  Origine  Année FIC Phénotype
COU15  Petit Couhins (33)  2003 0,366  S
MIC128  Castillon (32)  2005 0,329  R
PIC59  Couhins (33)  2003 0,201  R
FEM03 Puligny-Montrachet (21) 2003 0,233  S
PAU32  Pauillac (33)  2003 0,137  R
COU15  Petit Couhins (33)  2003 0,366  S
PAU32  Pauillac (33)  2003 0,137  R
MIC103  Fleurie (69)  2004 0,315  S

Principe du test de compétitivité

Présentation du stage de M2

Test de compétitivité Mesure par méthode biologique

Quantification de la proportion de souche résistante dans les mélanges

Méthode biologique : le crible fongicide

Présentation du stage de M2

Test de compétitivité Mesure par méthode moléculaire

Méthode moléculaire

Protocole basé sur la détection de la mutation G143A sur le gène mitochondrial du cytochrome b

Présentation du stage de M2

Test de compétitivité Résultats

Couple MIC128 (FIC=0,329) / COU15 (FIC=0,366)

Fig.: Mesure biologique  Fig.: Mesure moléculaire

Couple MIC128 (FIC=0,329) / COU15 (FIC=0,366)

Fig.: Mesure biologique

▶

Fig.: Mesure moléculaire

Couple PAU32 (FIC=0,137) / MIC103 (FIC=0,315)

Fig.: Mesure biologique

▶

Fig.: Mesure moléculaire

▶ Données de mesure biologique non significatives Diminution de la souche résistante (mesure moléculaire) En accord avec les données de fitness

Couple PAU32 (FIC=0,137) / MIC103 (FIC=0,315)

Fig.: Mesure biologique

▶ ▶

Fig.: Mesure moléculaire

▶ Données de mesure biologique non significatives Diminution de la souche résistante (mesure moléculaire) En accord avec les données de fitness

Couple PAU32 (FIC=0,137) / COU15 (FIC=0,366)

Fig.: Mesure biologique

▶ ▶

Fig.: Mesure moléculaire

Couple PAU32 (FIC=0,137) / COU15 (FIC=0,366)

Fig.: Mesure biologique

▶

Fig.: Mesure moléculaire

Couple PIC59 (FIC=0,201) / FEM03 (FIC=0,233)

Fig.: Mesure biologique

▶

Fig.: Mesure moléculaire

▶ Pas d’évolution en mesure biologique → en accord avec les données de fitness Augmentation de la souche résistante en mesure moléculaire → désaccord avec les données de fitness Mais : fort taux de sporulation + contamination de PIC59

Couple PIC59 (FIC=0,201) / FEM03 (FIC=0,233)

Fig.: Mesure biologique

▶ ▶

Fig.: Mesure moléculaire

▶ Pas d’évolution en mesure biologique → en accord avec les données de fitness Augmentation de la souche résistante en mesure moléculaire → désaccord avec les données de fitness Mais : fort taux de sporulation + contamination de PIC59

Couple PIC59 (FIC=0,201) / FEM03 (FIC=0,233)

Fig.: Mesure biologique

▶ ▶

Fig.: Mesure moléculaire

▶ Pas d’évolution en mesure biologique → en accord avec les données de fitness Augmentation de la souche résistante en mesure moléculaire → désaccord avec les données de fitness Mais : fort taux de sporulation + contamination de PIC59

Présentation du stage de M2

Analyse – Discussion Test de compétitivité

Test de compétitivité

▶ ▶ ▶ Résultats satisfaisants (obtention d’informations, bonne reproductibilité)

▶ Pour 3 couples sur 4 : les résultats sont en accord avec les données de FIC

Conclusion

Test de compétitivité

▶ Résultats satisfaisants (obtention d’informations, bonne reproductibilité)

▶ Pour 3 couples sur 4 : les résultats sont en accord avec les données de FIC

Conclusion

Présentation du stage de M2

Analyse – Discussion Existe-t-il un coût de la résistance ?

Coût de la résistance

Analyse des résultats de FIC

▶ Pas de corrélation entre les différents paramètres ▶ Point particulier : L’indice de Malthus est significativement

meilleur chez les souches R ▶ Pas de différences significatives de fitness entre les

souches R et S (P = 0, 17)

⇒ Pas de coût de la résistance détectable

Existe-t-il un coût de la résistance ?

Pas de coût de la résistance détectable

Hypothèses explicatives

▶ Il n’y a pas de coût de la résistance chez les souches

provenant du vignoble ▶ Le coût existe mais les souches résistantes sélectionnées

possédaient avant la mutation un très bon fitness ▶ Le coût existe mais la sélection naturelle favorise des

mutations compensatrices du coût

Existe-t-il un coût de la résistance ?

Pas de coût de la résistance détectable

Hypothèses explicatives

▶ Il n’y a pas de coût de la résistance chez les souches

provenant du vignoble ▶ Le coût existe mais les souches résistantes sélectionnées

possédaient avant la mutation un très bon fitness ▶ Le coût existe mais la sélection naturelle favorise des

mutations compensatrices du coût

Existe-t-il un coût de la résistance ?

Pas de coût de la résistance détectable

Hypothèses explicatives

▶ Il n’y a pas de coût de la résistance chez les souches

provenant du vignoble ▶ Le coût existe mais les souches résistantes sélectionnées

possédaient avant la mutation un très bon fitness ▶ Le coût existe mais la sélection naturelle favorise des

mutations compensatrices du coût

Existe-t-il un coût de la résistance ?

Pas de coût de la résistance détectable

Hypothèses explicatives

▶ Il n’y a pas de coût de la résistance chez les souches

provenant du vignoble ▶ Le coût existe mais les souches résistantes sélectionnées

possédaient avant la mutation un très bon fitness ▶ Le coût existe mais la sélection naturelle favorise des

mutations compensatrices du coût

Présentation du stage de M2

Analyse – Discussion Perspectives

Perspectives

▶ Modélisation informatique intégrant les données de fitness

(logiciel Stella◯^{R}) ▶ Étude du fitness à des températures moins favorables au

parasite ▶ Étude de l’héritabilité de la résistance ▶ Étude spatio-temporelle des populations résistantes in natura