Les bactéries pectinolytiques appartenant aux genres Pectobacterium et Dickeya spp. sont des agents pathogènes chez Solanum tuberosum. Ces bactéries sont responsables de la maladie de la jambe noire et de la pourriture molle lors de la culture et du stockage des tubercules. Ce travail de thèse est divisé en deux axes: 1) Etude dela diversité d'une population du pathogène D. solani par approche de génomique comparée afin de mieux comprendre la structure génomique de cette espèce émergente. 2) L'assemblage du génome et la caractérisation génomique des facteurs de virulence chez Pectobacterium wasabiae RNS 08421A.L'analyse des génomes de 20 isolats de D. solani issus d’environnements différents, par une approche de génomique comparative associée à des analyses fonctionnelles, a révélé une forte homogénéité génétique au sein de la majorité des souches (16/20). De plus, cette analyse a permis de caractériser un nouveau sous-groupe au sein de l'espèce D. solani, représenté par la souche 0512 (1/20). En revanche, d’autres isolats (3/20) montrent des variations de quelques centaines à quelques milliers de SNPs/InDels qui sont regroupés dans des îlots génomiques. Leur analyse phylogénétique révèle qu’ils proviennent d’autres pathogènes par transferts horizontaux. Par ailleurs, l’analyse des fonctions affectées par les SNPs/InDels a permis de prédire, puis de vérifier sur pomme de terre, qu’un des isolats était faiblement virulent.La deuxième partie de mon travail porte sur l'assemblage, la caractérisation et l'analyse du génome de la souche RNS 08.42.1A de P. wasabiae, qui a été isolée en France. La génomique comparative avec 3 autres souches de P. wasabiae d'origines géographiques différentes, a révélé à la fois une forte similitude au niveau de la séquence génomique (ANI> 99%) et une synténie conservée des gènes de virulence. En outre, notre analyse a mis en évidence une nette distinction entre ces quatre souches de P. wasabiae (isolées de S. tuberosum) et la souche type japonaise P. wasabiae CFBP 3304T (isolée du raifort). Dans P. wasabiae RNS 08.42.1A, les gènes de synthèse et de perception du quorum sensing, expI/expR, présentent une plus forte homologie avec leurs orthologues chez P. atrosepticum et P. carotovurm (90%) qu'avec leurs homologues chez P. wasabiae (70%). Ceci suggère une acquisition de ces gènes par transfert horizontal au sein d'une population de pathogènes infectant la même plante hôte. / The pectolytic bacteria Pectobacterium and Dickeya species cause important diseases on Solanum tuberosum and other arable and horticultural crops. These bacteria are responsible for blackleg in the field and tuber soft rots in storage and in transit as well as in the field worldwide. The main objectives of this thesis are: 1) To study the diversity of a D. solani population using comparative genomics approaches in order to understand the genomic structure and evolution of this emerging species. 2) Characterization and genomic analysis of virulence factors in Pectobacterium wasabiae RNS 08421A.Using comparative genomics approach combined with functional assays, the analysis of the genomes of 20 isolates of D. solani from different environments, revealed a strong genetic homogeneity within the majority of strains (16/20). Moreover, this analysis allowed to characterize a new subgroup within D. solani species, represented by the 0512 strain (1/20). In contrast, some strains (3/20) showed variations from hundreds to a few thousand of SNPs/Indels which are grouped in genomic islands (GIs). Phylogenetic analysis of these GIs shows that they were acquired from other pathogens by horizontal transfer. Furthermore, the analysis of the functions affected by SNPs/Indels allowed to predict, then check on potatoes, that one of these strain was less virulent.The second part of my work involves assembly, characterization and analysis of the genome of the strain P. wasabiae RNS 08.42.1A, which was isolated in France. Comparative genomics with three other P. wasabiae strains from different geographical origins, revealed a strong similarity in the genome sequence (ANI> 99%) and conserved synteny of virulence genes. In addition, our analysis showed a clear distinction between the strains of P. wasabiae isolated from S. tuberosum and the type strain P. wasabiae CFBP 3304T (isolated from horseradish). In P. wasabiae RNS 08.42.1A, the complex system for synthesis and perception of quorum sensing signal expI/expR, exhibit higher homology with their orthologs in P. atrosepticum and P. carotovurm (90%) than their homologs in P. wasabiae (70%). This suggests acquisition of these genes by horizontal gene transfer within a population of pathogens infecting the same host plant.

Chez S. tuberosum, les pathogènes bactériens Pectobacterium et Dickeya causent les maladies de la jambe noire et de la pourriture molle au champ et lors du stockage des tubercules. Outre les méthodes de prophylaxie, aucune méthode de lutte n’est efficace contre ces bactéries. La FN3PT/RD3PT mène des projets de recherche en phytopathologie et épidémiologie pour mieux comprendre les traits de vie et la physiologie de ces pathogènes, et proposer des solutions de lutte adaptées. L’objectif de ce travail était double : comparer le pouvoir pathogène de deux bactéries émergentes D. dianthicola et D. solani et étudier des stratégies de lutte biologique contre Pectobacterium et Dickeya. D’abord, deux souches isolées au champ, D. dianthicola RNS04.9 et D. solani 3337 ont été comparées au niveau de leur pouvoir pathogène sur tubercules et sur plante entière. Cette étape a nécessité la mise au point de pathosystèmes appropriés. D. dianthicola RNS04.9 apparait plus virulente que D. solani 3337 sur plante entière, alors que le contraire est observé sur tubercules. Une comparaison génomique complétée d’études fonctionnelles ont révélé l’exsitence de certains traits propres à chaque souche, notamment, le catabolisme de l’arabinose et de l’urée chez D. solani 3337 et celui du rhamnose chez D. dianthicola RNS04.9. Ensuite, un criblage d’isolats bactériens a été réalisé pour identifier des agents de lutte biologique capables d’inhiber la croissance de Dickeya et Pectobacterium. Six bactéries, des genres Pseudomonas ou Bacillus, ont été retenues. Les essais menés en serre ont montré l’efficacité d’une combinaison de trois Pseudomonas pour diminuer les symptômes de jambe noire causées par D. dianthicola et sa transmission à la descendance. La séquence du génome de ces agents de lutte biologique a été déterminée. Avec ces données, par qPCR, un maintien des agents de phytoprotection dans le sol a été observé. Enfin, un criblage de molécules chimiques a été réalisé sur la base de leur capacité anti-quorum-sensing pour réduire l’expression des facteurs de virulence chez Pectobacterium. Deux inhibiteurs du quorum-sensing ont été identifiés. En conclusion de ce travail, la possibilité de coupler différentes stratégies de lutte contre ces pathogènes pectinolytiques est discutée. / Pectobacterium and Dickeya phytopathogens are the causative agents of the blackleg and soft rot diseases on S. tuberosum, in the field or during tuber-storage. Today, no effective method permits to control these bacteria. The FN3PT / RD3PT conducts plant pathology and epidemiology researches to understand the life traits and physiology of these pathogens and propose adapted control solutions. The aim of this study was dual: to compare the virulence of two emerging pathogens D. dianthicola and D. solani, and to study biocontrol strategies directed at Pectobacterium and Dickeya. First, two strains were isolated from field samples, D. dianthicola RNS04.9 and D. solani 3337. The virulence of these strains was compared in tuber and whole plant-assays. This step required the development of appropriate pathosystems. D. dianthicola RNS04.9 appeared more virulent than D. solani 3337 on whole plant tests, while the opposite was observed on tubers tests. Genome comparisons and functional studies led to the dientifiation of some genetic traits unique to each strain such as the catabolism of arabinose and urea in D. solani 3337 and that of rhamnose in D. dianthicola RNS04.9. A screening of bacterial isolates was also performed to identify biocontrol agents capable of inhibiting the growth of Dickeya and Pectobacterium strains. Six isolates, belonging to the Pseudomonas or Bacillus genera were selected. The greenhouse trials have shown the efficacy of a combination of 3 Pseudomonas to reduce blackleg symptoms caused by D. dianthicola and its transmission to the offspring. The sequence of the genome of each biocontrol agents has been determined. With these data, the survival of biocontrol agents in the soil has been investigated by qPCR. Finally, a screening of chemical compounds was carried out on the basis of their anti-quorum sensing, i.e. their ability to quench the expression of Pectobacterium virulence factors. Two quorum-sensing inhibitors have been identified. As a conclusion to this work, opportunities to mix the various biocontrol strategies directed at pectinolytic pathogens is discussed.