La Fusariose de l’épi (FHB) est une maladie importante des céréales et en particulier du blé tendre. Elle est causée par deux genres fongiques, le genre Fusarium et le genre Microdochium. L’espèce Fusarium graminearum est l’agent principal de cette maladie. Elle affecte non seulement les rendements et la qualité des grains chez le blé, mais elle cause un sérieux problème sanitaire via la production des mycotoxines. L’établissement de cette maladie requiert l’expression de gènes végétaux (facteurs de sensibilité) qui restent encore méconnus. Afin d’étudier les événements moléculaires qui participent à la mise en place de cette maladie sur un grain de blé tendre en développement et sensible au FHB, une cinétique d’infection de cinq points correspondant aux principaux stades développementaux du grain a été réalisée. Ensuite, deux approches, la protéomique comparée et la transcriptomique comparée à l’aide de puces à ADN, ont été utilisées pour répondre à ces questions. L’analyse protéomique a permis d’identifier 73 protéines différentiellement régulées appartenant à 5 grands groupes fonctionnels alors que l’approche transcriptomique a mis en évidence 1309 gènes répartis dans 16 groupes fonctionnels différents. Ces deux approches ont montré que l’infection ne bloque pas le développement du grain, mais elle induit des changements importants dans le métabolisme primaire notamment sur la synthèse de l’amidon et des protéines de réserve. Elle a également montré que la réponse du grain au FHB est liée au stade développemental du grain. Cette étude apporte de nouveaux éléments nécessaires à la compréhension de la sensibilité du blé tendre à la Fusariose de l’épi. Cette sensibilité du grain de blé se caractérise principalement par l’induction des mécanismes de détoxification des mycotoxines, la mise en place des mécanismes du détournement du métabolisme carboné de l’hôte par l’agent pathogène et le contrôle de la mort cellulaire programmée des cellules végétales. Enfin, l’étude a permis d’établir une liste d’au moins 100 gènes candidats potentiellement impliqués dans la sensibilité du blé au FHB. / Fusarium head blight (FHB) is an important disease of cereals, particularly of wheat. It is caused by two fungal genera, the genus Fusarium and genus Microdochium. The species Fusarium graminearum is the principal agent of this disease. This disease affects not only yield and grain quality in wheat, but it causes serious health problem through the production of mycotoxins. The establishment of this disease requires the expression of plant genes (susceptibility factors) that are still unknown. To study the molecular events involved in the development of this disease in the susceptible wheat grain during its development, time course infection of five points corresponding to the main developmental stages of grain was performed. Then two approaches, proteomics and transcriptomics using DNA microarrays were used to answer to this question. Proteomic analysis identified 73 differentially regulated proteins belonging to five major functional groups while the transcriptomics data revealed 1309 genes involved in 16 distinct functional groups. Both approaches have shown that infection does not interrupt grain development, but induces significant changes in primary metabolism, mainly on the synthesis of starch and storage proteins. It also showed a link between FHB response and the grain development. This study provides new evidence necessary to understand the susceptibility response of wheat to FHB. The wheat grain susceptibility is mainly characterized by the induction of detoxifying mechanisms of mycotoxins, the diversion ofcarbon metabolism of the host by the pathogen and control of Programmed Cell Death (PCD) of plant cells. Finally, the study allowed the establishment of a list of at least 100 candidate genes potentially involved in the wheat susceptibility to FHB.

L'hévéa (Hevea brasiliensis) est la seule source de caoutchouc naturel commercialisé à travers le monde. En Afrique et en Asie, la maladie 'Corynespora Leaf Fall' (CLF), causée par le champignon nécrotrophe Corynespora cassiicola, affecte les plantations hévéicoles en provoquant des défoliations massives sur les clones les plus sensibles. L’évaluation précoce de la sensibilité des clones dans les programmes de sélection est un enjeu majeur pour écarter les individus les plus sensibles des programmes de développement et ainsi réduire la pression de la maladie. Une des méthodes d’évaluation envisagée consiste à tester indirectement la sensibilité des clones aux effecteurs fongiques responsables de la virulence (test toxinique). Parmi tous les effecteurs potentiels du champignon identifiés in silico, seule la cassiicoline Cas1 a été purifiée et caractérisée à ce jour. Il s’agit d’une petite glycoprotéine sécrétée qui jouerait un rôle dans les phases précoces de l’infection en induisant la nécrose des tissus. Les souches porteuses du gène Cas1 sont parmi les plus agressives sur les clones d'hévéa testés. Néanmoins, certaines souches de C. cassiicola ne produisant pas de cassiicoline présentent tout de même une agressivité modérée, suggérant l'implication d'autres effecteurs dans l'établissement de la maladie CLF. Les objectifs de cette thèse sont (i) de déterminer si la sensibilité à la cassiicoline Cas1 est un critère de sélection pertinent pour identifier les clones d’hévéa les plus sensibles à la maladie CLF, et (ii) d’identifier chez l’hévéa des facteurs de sensibilité à la cassiicoline Cas1. Nous avons d'abord analysé l’inoculum naturel et montré que les souches porteuses du gène Cas1 représentent un quart de la population de C. cassiicola dans les plantations d’hévéa d’Afrique de l’Ouest, le reste étant majoritairement constitué de souches dépourvues du gène codant la cassiicoline (Type A/Cas0). Nous avons ensuite créé un mutant de délétion du gène Cas1 pour la souche de référence CCP et comparé sa virulence à celle de la souche sauvage. Nous avons ainsi pu montrer que la cassiicoline Cas1 est bien un effecteur de nécrotrophie déterminant pour la virulence de C. cassiicola chez l’hévéa puisque la souche délétée perd toute virulence sur les clones testés. Enfin, nous avons recherché chez l'hévéa des facteurs de sensibilité à la cassiicoline Cas1 à travers deux approches. La technique de "double hybride en levures" nous a permis d'identifier une trentaine de protéines candidates qui pourraient interagir physiquement avec la toxine. Une approche transcriptomique, nous a permis d’identifier les gènes d’hévéa dont l’expression est modifiée suite à l’application de la cassiicoline purifiée, en comparant un clone sensible (PB260) et un clone tolérant (RRIM600). En conclusion, ces travaux ont permis de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'interaction compatible entre C. cassiicola et l'hévéa et ouvrent la voie de la sélection assistée par effecteur. / The rubber tree (Hevea brasiliensis) is the primary commercial source of natural rubber worldwide. In Asia and Africa, H. brasiliensis is affected by the Corynespora leaf fall (CLF) disease, caused by the broad-spectrum necrotrophic fungus Corynespora cassiicola. During severe attacks, massive fall of young leaves can occur in susceptible cultivars. Early evaluation of the susceptibility of rubber clones in breeding programs is required to avoid developing highly susceptible clones that would amplify the disease. An indirect phenotyping procedure envisaged consists in testing the sensitivity to the fungal toxins (or effectors) rather than the susceptibility to the fungus itself (toxin test). Among all putative effectors identified in silico, only cassiicolin Cas1 has been purified and characterized to date. This small secreted glycoprotein was for long suspected to play a role in the early phase of infection by inducing tissue necrosis. Strains carrying the Cas1 gene are the most aggressive on tested rubber clones. However, strains without cassiicolin gene (called Cas0) still show moderate aggressiveness, suggesting the existence of effectors other than cassiicolin. The objectives of this study are (i) to determine if susceptibility to cassiicolin Cas1 is a relevant selection criterion to eliminate the rubber clones most susceptible to CLF disease, and (ii) identify molecular factors involved in the sensitivity to Cas1, in rubber tree. We have thus analyzed the typology of a large set of C. cassiicola isolates collected from various rubber plantations in West Africa. Our results show that isolates carrying the cassiicolin isoform Cas1 are widely represented, but that the most represented type (A/Cas0) are isolates without cassiicolin gene. Here we show that deletion of the cassiicolin gene in the isolate CCP resulted in a total loss of virulence. This clearly demonstrated that cassiicolin is indeed a necrotrophic effector required for the virulence of isolate CCP in rubber tree. Finally, we have investigated susceptibility factors to cassiicolin Cas1 on rubber tree with two different approaches. We identified about thirty candidate proteins that could physically interact with the toxin, through the two-hybrid assay. A transcriptomic approach allowed us to identify the rubber genes differentially expressed in response to the purified cassiicolin, comparing a susceptible clone (PB260) and a tolerant clone (RRIM600). In conclusion, we think that the necrotrophic effector Cas1 can be an interesting tool for effector-based selection of tolerant clones for African plantations; however, efforts should also be placed on A/Cas0 isolates, in order to identify potential necrotrophic effector(s) responsible for their virulence. This would enlarge the potential of effector-based selection.