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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
N° d'ordre :2364 THESE Présentée Pour l'obtention du grade de Docteur de l'Institut National Polytechnique de Toulouse Ecole doctorale Biologie, Santé, Biotechnologies Spécialité : Biosciences végétales par Taissir ABOU AL FADIL Soutenue le 17 juillet 2006 devant la commission d'examen composée de : M. E. Benizri Professeur ENSAIA Nancy Rapporteur M. S. Mouzeyar Maître de conférences, Université Blaise Pascal de Clermont- Ferrand Rapporteur M. A. Sarrafi Professeur INP/ENSAT, Toulouse Examinateur M. C. Roux Professeur Université Paul Sabatier, Toulouse Président Mme E. Mestries Ingénieur d'études du CETIOM Examinateur M. G. Dechamp-Guillaume, Professeur INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse- Laboratoire de Biotechnologie Amélioration des Plantes - 18 Chemin de Borde Rouge, BP 32607, 31326 - Castanet-Tolosan Déterminisme de la tolérance du tournesol à Phoma macdonaldii au collet et sur racines : approches génétiques et histologiques

  • agressivité sur racines des souches

  • infection de plantule de tournesol de la lignée tolérantec137

  • amélioration de la qualité et de la productivité

  • transformation de phoma macdonaldii

  • supérieure agronomique de toulouse- laboratoire de biotechnologie amélioration des plantes

  • génotypes de tournesol


Publié le : samedi 1 juillet 2006
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Source : ethesis.inp-toulouse.fr
Nombre de pages : 196
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N° d’ordre :2364
THESE
Présentée
Pour l’obtention du grade de
Docteur de l’Institut National Polytechnique de Toulouse
Ecole doctorale Biologie, Santé, Biotechnologies
Spécialité : Biosciences végétales
par
Taissir ABOU AL FADIL

Déterminisme de la tolérance du tournesol à Phoma macdonaldii au
collet et sur racines : approches génétiques et histologiques
Soutenue le 17 juillet 2006 devant la commission d’examen composée de :
M. E. Benizri Professeur ENSAIA Nancy Rapporteur
M. S. Mouzeyar Maître de conférences, Université Blaise Pascal de Clermont-
Ferrand Rapporteur
M. A. Sarrafi Professeur INP/ENSAT, Toulouse Examinateur
M. C. Roux Professeur Université Paul Sabatier, Toulouse Président
Mme E. Mestries Ingénieur d’études du CETIOM Examinateur
M. G. Dechamp-Guillaume, Professeur INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse
Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse- Laboratoire de Biotechnologie
Amélioration des Plantes - 18 Chemin de Borde Rouge, BP 32607, 31326 - Castanet-Tolosan SOMMAIRE
Résumé 1
Abstract2
Introduction 3
Etude Biblographique 3
I-Tournes 6
I-1-Importance économique et valorisation du tournesol 7
I-2-Classification botanique8
I-3-Description et sélection 9
I-3-1- Le Système racinaire
I-3-2-L’appareil végétatif aérien 9
I-3-3-Le système reproducteur 9
I-4-Le cycle de développement et la culture du tournesol 10
I-5-Les principales maladies du tournesol 10
II- Phoma dutournesol 11
II-1-Biologie du champignon 12
II-2-Le cycle de développement 13
II-3-Symptômes sur tournesol 14
II-3-1-Sym sucollet
II-3-2- Symptômessur tige
II-3-3-Symptômes sur feuille 15
II-3-4-Symsucapitule
III-Caractéristiques phénotypiques 16
IV-Modalité dela contamination
V- Maladieset sélection variétale 17
V-1-La sélection variétale 17
V-1-1- Amélioration de la qualité et de la productivité 17
V-1-2-Adaptation à l’environnement 18
V-1-3- Résistance aux maladies
Matériels et méthodes 23
I - Matérielbiologique 24
1- Matériel végétal (la plante hôte) 24
1-1-Présentation du matériel végétal 24
1-1-1- Génotypes de tournesol 24
1-2-Obtention des plants de tournesol 24
1-2-1- Pour les contaminations sur tige et au collet 24
1-2-2- Pour les contaminracinaires 25
2- Matériel fongique (agent pathogène) 25
2-1-1-Obtention de souches monospores
2-1-2- Conservation des souches 26
3 - Modalités d’infection
3-1- Inoculation sur pétiole de cotylédon et sur racines 26 3-2- Inoculation au collet de la plante 27
I –Méthodes 27
1- Croissance radiale de Phoma macdonaldii 27
2- Pycnidiogenèse et pigmentation 28
3-Transformationde Phoma macdonaldii
3-1-Tests de sensibilité à l’hygromycine
3-2-Transformation de Phoma macdonaldii 28
3-3-La culture bactérienne 29
3-4-Le champignon à transformer
3-5-La transformation
III- Techniques de microscopie 30
1- Préparation des objets 30
2- Techniques d’imagerie 31
IV- Géntique 32
IV-1-Amélioration de la carte génétique du laboratoire BAP 32
IV-2- Détection des QTLs 33
IV-3- Croisements diallèles 33
IV-4-Analyse diallèle selon Griffing 33

Variabilité Phénotypique 36
Introduction 37
I - Matériel biologique 39
I-1 - Choix des souchesde Phoma macdonaldii 39
I-2 - Souches de Phoma macdonaldii exprimant le gène de la GFP. 39
II - Résultats expérimentaux 39
II-1 - Caractérisation phénotypique des souches sauvages et GFP 40
II-1-1 - Croissance radiale des souches sauvages 40
II-1-2- Croissance radiale des souches transformées de Phoma macdonaldii 40
II-1-3- La sporulation des souches sauvages 41
II-1-4- La sporulation des souches transformées de Phoma 41
II-1-5- Pigmentation des souches sauvages de Phoma macdonaldii 42
II-1-6- Pigmentation des souches de Phoma macdonaldii transformées 42
II-2- Agressivité des souches de Phoma macdonaldii 43
II-2-1- Agressivité au collet 43
II-2-1-1- Agressivité au collet des souches sauvages 43
II-2-1-2- Agressivité au collet des souches transformées. 44
II-2-2- Agressivité sur racines 45
II-2-2-1- Agressivité sur racines des souches sauvages 45
II-2-2-2- Agressivité sur racines des souches transformées 45
Article: Adaptability and virulence specificity in French isolates 46
III. Discussion 70
Étude histologiqueet cytologique 73
I- L’introduction 74 I-1- Les étapes de l’infection 74
I-2- La colonisation de la plante hôte 75
II- Résultats 78
II-1-Cinétique de pénétration du champignon 78
II-1-1 Infection de plantules de tournesol de la lignée sensible C150 78
II-1-2 Infection de plantule de tournesol de la lignée toléranteC137 80
III- Discussion 82

Génétique 93
Introduction 4
Article 1 : Genetic variability and heritability for resistanceto black stem 98
Abstract 99
Introduion 100
Materials and methods 102
Results and discussions 104
References 108
Article 2 : Genetic control of partial resistance to collar and root necrosis112
Abstract 113
Introduion 114
Material and methods 115
Results and Discussion 118
References 121
Article 3 : QTL mapping of partial resistance to Phoma collar and root 126
Abstract 127
1.Introduction 128
2. Materials and methods 129
3.Results 132
Discsion 4
References 137
Conclusionet perspectives 152
Références 158
Anexs 171


A B



C D
Figure 4 : Symptômes de Phoma macdonaldii sur feuille (A), tige (B),
capitule sous forme de « patte d’oie »(C) et sur le collet (D).

Figure 5: Contamination sur tige Figure 6: Contamination sur collet


Figure 7 : Contamination sur racine
Figure 8 : échelle de notation basée sur le pourcentage de pétiole de cotylédon nécrosé après
infection par P. macdonaldii.

Figure 9 : échelle de notation basée sur le pourcentage de collet nécrosé après infection par P.
macdonaldii.
8 7 6 5 4 3 2 1
Figure 10 : échelle de notation basée sur le pourcentage de racine nécrosée après infection par P.
macdonaldii
Pénétration Contaminations I sur pétioles, racines et au collet
directe ou indirecte
Dissémination
des pycniospores
Germination
d’une pycniospore
Dissémination
des ascospores
et/ou pycniospores
Conservation sur résidus
Contaminations II sur
de récolte et semences
tige, collet, feuilles et capitule(mycélium, périthèces et pycnides)

Figure 3 : Cycle biologique de Phoma macdonaldii / Leptosphaeria lindquistii
GRAINE ENTIERE
COQUE - alimentation - énergie
- engrais - furfural
HUILE BRUTE TOURTEAU BRUT
Huile raffinée Sous-produits Tourteaux Concentrats-isolats
- huile (salade – - cires - alimentation - protéines
friture) - phosphatides animale - émulsifiants
- margarine - lécithine - oisellerie - boissons
- industrie (résines- - tocophérols - restauration
peintures) industrielle
- acides gras
Figure 1 : Valorisation du tournesol (Bonjean, 1986)







T
t
r
p
C
C
o
s
1
G
F
P
c
a
s
s
e
t
t
e
B
L
R
B
HindIII - 12708 - A'AGCT_T
PstI - 12700 - C_TGCA'G
XbaI - 12684 - T'CTAG_A
BamHI - 12678 - G'GATC_C
SmaI - 12640 - CCC'GGG
XhoI - 12070 - C'TCGA_G
XhoI - 11691 - C'TCGA_G
EcoRI - 10228 - G'AATT_C
PstI - 10142 - C_TGCA'G
pGFP-HPH
12708 bp ClaI - 3420 - AT'CG_AT - dam methylated!
XbaI - 8877 - T'CTAG_A
ClaI - 8489 - AT'CG_AT - dam methylated!
HindIII - 8482 - A'AGCT_T
PstI - 8474 - C_TGCA'G
XbaI - 8458 - T'CTAG_A
BamHI - 8452 - G'GATC_C
PstI - 7314 - C_TGCA'G EcoRV - 5388 - GAT'ATC
EcoRI - 7030 - G'AATT_C


Figure 11 : Carte plasmide pGFP-HPH
K
m
R
A
D
P
G
H
P
H

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