Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of the present work was to evaluate the physiologic quality of carrot seeds, cilantro and parsley, associated with Alternaria alternata and A. dauci under two inoculation methods, conidial suspension and restriction hidric. The isolated of A. dauci and A. alternata were obtained, respectively, of carrot plants with symptom of the disease and of seeds of each one of the species, submitted to an initial test of sanity (Blotter Test). The inoculation treatments for suspension consisted in: testifies (distilled water and sterilized), conidial suspension of A. alternata, conidial suspension of A. dauci and conidial suspension of both species (A. alternata + A. dauci). Para restriction hidric: PDA + manitol (testifies); PDA + manitol + A. alternata; PDA + manitol + A. dauci; PDA + manitol + A.alternata + A.dauci. The physiologic quality of the seeds was evaluated by a group of tests accomplished in controlled conditions of laboratory and green house. The quality of carrot seeds, cilantro and parsley is influence by the association with it would Alternaria alternata and A. dauci. The use of the inoculation of seeds through the conidial suspension is efficient in the contamination of carrot seeds for A. alternata and A. dauci. The use of the manitol, as a restritor hidric, is effective for the obtaining of seeds infected by A. dauci in the culture of the parsley. Already for cilantro seeds, both methods demonstrated satisfactory levels of infection. / O objetivo do presente trabalho foi avaliar a qualidade fisiológica de sementes de cenoura, coentro e salsa, associadas com Alternaria alternata e A. dauci, sob dois métodos de inoculação, suspensão de conídios e restrição hídrica. Os isolados de A. dauci e A. alternata foram obtidos, respectivamente, de plantas de cenoura com sintomas da doença e de sementes de cada uma das espécies, submetidas a um teste inicial de sanidade (Blotter Test). Os tratamentos de inoculação para suspensão consistiram em: tratamento testemunha (água destilada e esterilizada), suspensão de conídios de A. alternata, suspensão de conídios de A. dauci e suspensão de conídios de ambas as espécies (A. alternata + A. dauci). Para restrição hídrica: BDA + manitol (tratamento testemunha); BDA + manitol + A. alternata; BDA + manitol + A. dauci; BDA + manitol + A.alternata + A.dauci. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada por um conjunto de testes realizados em condições controladas de laboratório e em casa de vegetação. A qualidade das sementes de cenoura, coentro e salsa é prejudicada pela associação com Alternaria alternata e A. dauci. A utilização da inoculação de sementes através da suspensão de conídios é eficiente na contaminação de sementes de cenoura por A. alternata e A. dauci. A utilização do manitol, como um restritor hídrico, é eficaz para a obtenção de sementes infectadas por A. dauci na cultura da salsa. Para sementes de coentro, ambos os métodos demonstram níveis satisfatórios de infecção.

La carotte présente un grand intérêt nutritionnel comme source alimentaire en caroténoïdes. Pourtant, la connaissance des mécanismes d’accumulation de ces composés est un enjeu majeur. Si le déterminisme génétique a été relativement bien étudié, l’impact de stress sur l’accumulation des caroténoïdes chez la carotte reste méconnu. Ce travail de thèse vise donc à déterminer (i) l’impact de stress biotique et abiotique appliqués individuellement ou en combinaison sur les teneurs en caroténoïdes dans les feuilles et racines de carotte,(ii) les mécanismes de régulation pouvant expliquer ces variations (iii) si le métabolisme secondaire est affecté spécifiquement, indépendamment du métabolisme primaire.Les résultats mettent en évidence un effet négatif des différentes conditions de stress, en particulier appliquées en combinaison, sur les teneurs en caroténoïdes dans les feuilles et les racines de carotte, mais dépendent du génotype. La régulation transcriptionnelle au niveau de la voie de biosynthèse des caroténoïdes ne peut expliquer qu’en partie les variations de teneurs. Les variations de teneurs en chlorophylles des feuilles et sucres des racines sont corrélées à celles des teneurs en caroténoïdes, suggérant des mécanismes communs de régulation.Ce travail montre que l’impact de stress en culture, et en particulier leur combinaison, est une composante importante de l’élaboration de la qualité nutritionnelle. Les travaux doivent être poursuivis afin d’établir un schéma plus précis de la régulation de l’accumulation des caroténoïdes chez la carotte. / Carrot presents a high nutritional interest as a carotenoid intake source. However, knowledge about accumulation mechanisms of these compounds is a major issue. While genetic determinism was relatively well studied, the impact of stresses on carotenoid accumulation in carrot remains unknown. This thesis work aims to determine (i) the impact of biotic and abiotic stresses applied individually or in combination on carotenoid contents in carrot leaves and roots, (ii) the regulation mechanisms which could explainthese variations and (iii) if secondary metabolism is specifically affected independently from primarymetabolism. Results bring to light a negative effect of the different stress conditions, particularly applied in combination, on carotenoid contents in carrot leaves and roots but depend on genotypes. Transcriptional regulation based on carotenoid biosynthetic genes can only partially explain contentvariations. Chlorophyll content variations in leaves and sugar content variations in roots are correlated to those of carotenoids suggesting common regulation mechanisms. This work shows that the impact of stress on culture, and particularly in combination, is an important determinism of nutritional quality. Further works need to be performed to establish a more precise regulation network pattern of carotenoid accumulation in carrot.

La carotte, légume racine le plus consommé au monde, voit sa production fortement impactée par diverses maladies dont la brûlure foliaire. Cette maladie, provoquée par le champignon nécrotrophe Alternaria dauci, est considérée comme la plus préjudiciable des maladies foliaires de la carotte. Développer des variétés présentant un niveau de résistance fort et durable à cette maladie est l'un des objectifs principaux des sélectionneurs, notamment en cumulant différentes résistances partielles dans un même génotype. Afin d'optimiser un tel cumul, il est nécessaire de comprendre les mécanismes associés à ces résistances. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié l'implication de métabolites de défense produits par la carotte dans la résistance partielle de la plante à A. dauci. Nous avons montré un effet inhibiteur de la 6- méthoxymelléine (6-MM) et du falcarindiol, sur le développement du champignon. Cet effet est plus important avec le falcarindiol. De plus, la teneur en falcarindiol est supérieure chez le génotype résistant (Boléro) en comparaison avec le génotype sensible (Presto) et, suite à l'inoculation de la plante par A. dauci, la 6-MM s'accumule de façon plus importante dans les feuilles du génotype résistant. Ces molécules de défense pourraient ralentir le développement du champignon et participer ainsi à la résistance. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à l'effet de métabolites toxiques produits par le champignon sur des cultures cellulaires de carotte. Nos résultats montrent une corrélation entre le comportement des cellules traitées (viabilité cellulaire, embryogenèse somatique et activité enzymatique) et la sensibilité/résistance des génotypes évaluée au niveau de la plante entière. Parmi les génotypes les plus résistants au champignon, le génotype I2 résiste mieux à l'application d'extraits fongiques que le génotype K3. Ainsi, la résistance partielle de la carotte face à A. dauci semble inclure des résistances aux toxines. Dans le dernier chapitre, nous avons recherché un lien entre la résistance partielle et les mécanismes de défense de la plante, en particulier ceux liés à la voie des jasmonates. Nos premiers résultats montrent la surexpression du gène PR4 chez le génotype résistant K3, comparativement aux autres génotypes, y compris I2. Nous avons par ailleurs recherché des sites polymorphes (SNP) dans les séquences de quatre gènes de défense. Deux gènes (PAL, GLP) présentent un polymorphisme de séquence entre génotypes. Dans le cas de GLP, les SNPs mis en évidence permettent de différencier un génotype sensible (H1) du génotype K3. L'ensemble de ces résultats semble indiquer la présence d'une diversité des modalités de la résistance partielle de la carotte face à A. dauci. Ainsi, la résistance aux toxines semble jouer un rôle plus important chez I2 que chez K3. Inversement, la résistance de K3, et non celle de I2, semble impliquer la voie des jasmonates. Audelà de leur application en amélioration, ces travaux jettent une lueur sur les mécanismes de la résistance partielle, mécanismes encore très peu connus, même parmi les interactions modèles.

La brûlure foliaire causée par Alternaria dauci est la maladie foliaire la plus dommageable pour les cultures de carottes, entravant la récolte mécanique. Seuls des cultivars partiellement résistants sont connus et commercialisés, mais leurs niveaux de résistance sont insuffisants. Les mécanismes de la résistance quantitative des plantes aux agents pathogènes sont mal caractérisés. Nous avons choisi d'étudier ces mécanismes dans l'interaction A. dauci-carotte. Auparavant, plusieurs résultats expérimentaux convergents ont montré que la résistance aux toxines fongiques entre en jeu dans cette interaction. Les tests de toxicité effectués avec des suspensions cellulaires de carotte ont révélé une corrélation entre la résistance des carottes à A.dauci et la résistance des cellules de carotte aux exsudats du champignon. Ces résultats nous ont incités à étudier les toxines impliquées dans le pouvoir pathogène d'A. dauci et afin de pouvoir étudier la réponse de la plante à celles –ci. En utilisant les profils HPLC de la phase organique d'exsudats de différentes souches de champignons, nous avons découvert une corrélation entre la production de toxines et l’agressivité de ces souches suggérant que la production de toxines joue un rôle majeur dans l’interaction A. dauci-carotte. Nous avons effectué l'extraction, la purification et la caractérisation de l'une des molécules candidates que nous avons nommé aldaulactone. Nous avons démontré sa toxicité grâce à un nouveau protocole de quantification de cellules mortes et vivantes. Un transcriptome d’A. dauci et une étude de l’expression des gènes en fonction de la production d’aldaulactone ont été utilisées pour étudier sa voie de biosynthèse. / Alternaria leaf blight, caused by the necrotrophic fungus Alternaria dauci, is the most damaging foliar disease of carrots, especially because it hampers leaf-pull harvesting. Only partially – and insufficiently – resistant cultivars exist. In general, partial resistance mechanisms are poorly understood, so we chose to study them in this interaction. Previous results obtained in the lab highlighted a correlation between plant resistance to the fungus and plant cell resistance toward fungal toxins. It was also shown using carrot cell suspensions that fungal exudates’ toxicity was only present in the organic phase. These results led us to better characterize the toxins produced by A. dauci, in order to get a deeper understanding of carrot cell resistance mechanisms toward those toxins. HPLC analysis of the exudates from different fungal strain uncovered a correlation between toxin production and the aggressiveness of the fungal strains, suggesting that toxin production is an important component of said aggressiveness. We extracted, purified and characterize one of these candidates, and named it aldaulactone. Using a new image analysis protocol, we demonstrated the toxicity of Aldaulactone on carrot cell suspensions. Transcriptomic data from Alternaria dauci were used to explore the biosynthesis pathway of Aldaulactone. Candidate Genes were selected and their level of expression compared with aldaulactone production in various A. dauci cultures.