Ces dernières années, les facteurs du complexe d'initiation de la traduction eucaryote ont été identifiés comme des déterminants essentiels dans la sensibilité des plantes aux virus à ARN, y compris les potyvirus, genre le plus important à la fois de par leur nombre et leur importance économique chez des espèces légumières, fruitières et de grandes cultures.En particulier, les allèles récessifs mo11 et mo12 du gène mo1 précédemment identifié comme codant pour le facteur d'initiation de la traduction eIF4E, sont actuellement utilisés pour protéger les cultures de laitue contre le potyvirus de la mosaïque de la laitue (LMV).Partant des résultats obtenus au laboratoire démontrant que les déterminants du LMV impliqués dans le contournement de la résistance mo1 comprennent non seulement le domaine codant pour la VPg mais aussi, en amont, l'extrémité carboxy-terminale de celui codant pour la CI, mon travail de thèse a consisté à (1) confirmer que le LMV code pour deux facteurs de virulence, la CI et la VPg (2) identifier par mutagenèse dirigée et aléatoire des acides aminés clés de la CI impliqués dans le contournement de la résistance contrôlée par eIF4E (3) entamer une caractérisation fonctionnelle des interactions impliquant les trois partenaires eIF4E, CI et VPg.Les résultats obtenus ont montré que l'échange de la VPg d'un isolat virulent (LMV-E) dans un non virulent (LMV-0) est suffisant pour restituer la compatibilité complète avec les variétés de laitue portant l'allèle mo11, mais pas mo12, alors que la région codant pour la portion C-terminale de la CI et la 6K2, suffit pour contourner les deux allèles de mo1. Le mutant ponctuel dans la CI (LMV-0-S621T) obtenu par mutagenèse dirigée est capable de contourner la résistance conférée par mo12 et partiellement celle conférée par mo11 tandis que le mutant réciproque (LMV-E-T621S) perd sa capacité à contourner les deux allèles de résistance. Il s'agit donc là du premier exemple d'un gène de CI de potyvirus, agissant comme un déterminant de contournement de la résistance récessive contrôlée par eIF4E. En effet, la VPg des potyvirus a été identifiée jusque là comme l'unique facteur de virulence vis-à-vis de eIF4E. Il semble donc que le LMV puisse utiliser deux facteurs viraux (CI et VPg) pour le contournement des allèles de résistance mo1.Cette propriété, associée au fait que des isolats de LMV d'origine sauvage ou ornementale soient capables d'évoluer vers le contournement pourraient donc présenter un risque pour la durabilité des résistances mo1. Des travaux préliminaires ont été menés lors de cette thèse afin de mieux comprendre le rôle exact des mutations des facteurs de virulence dans le processus évolutif d'adaptation du LMV aux pressions imposées par les allèles mo1.Enfin, l'implication de la CI dans le contournement de la résistance mo1 laisse supposer que cette protéine pourrait elle aussi interagir (comme la VPg), directement ou non, avec eIF4E. Nous avons montré pour la première fois in vitro et in vivo l'interaction entre la région C-terminale de la CI et la protéine eIF4E de laitue. De plus, la mutation en position 621 de la CI ayant un rôle clé dans le contournement de la résistance mo1 ne semble pas affecter ces interactions in vitro

Appliqués à forte dose, les rayonnements UV-C sont délétères, alors que administrés à faibles doses, ces memes rayonnements stimulent des réponses bénéfiques. Ce phénomène est connu sous le nom d’hormesis et la dose bénéfique est qualifiée d’hormique. L’application des faibles doses d’UV-C sur les fruits et les légumes en post-récolte a permis donc d’augmenter leur résistance vis à vis des pathogènes (Charles et al, 2008), d’améliorer leur qualité nutritionnelle (Mercier et al, 2001) et d’améliorer leur rendement et leur croissance (Siddiqui et al, 2011). Ces travaux ont été réalisés sur des espèces différentes. Dans le cadre de ma thèse, nous avons traité une seule espèce de laitues romaines var Claudius après récolte avec une dose non délétère d’UV-C (0.85kJ.m-2) puis nous avons évalué son effet sur leur aspect de résistance aux champignons Botrytis cinerea (BC87) et Sclerotinia minor (SM), sur leurs valeurs nutritionnelles au cours du stockage et sur leurs réponses à la contrainte saline du milieu. L’analyse de tous les résultats obtenus,a mis en évidence que la dose d’UV-C choisie diminue la sensibilité de la laitue romaine à ces deux agents pathogènes (Ouhibi et al. 2014a), améliore sa valeur nutritionnelle en augmentant la concentration des composées phénoliques et de l’acide ascorbique et acquière aux plantes provenant de grains prétraitées aux UV-C un meilleur potentiel d'adaptation à la contrainte saline (Ouhibi et al, 2014 b). Le traitement des plantes avec une dose d’UV-C non délétère permet d’agir de façon bénéfique et simultanément sur différents processus physiologiques. / Applied in high doses, UV-C radiations are harmful, while administered at low doses, these same radiations stimulate beneficial answers. This phenomenon is known as hormesis and the beneficial dose is qualified hormic. The application of low doses of UV-C on fruits and vegetables in post harvest enhances resistance against pathogens (Charles et al, 2008), improve their nutritional quality (Mercier et al, 2001) and their performance to grow (Siddiqui et al, 2011). This works were carried out on different species. In my thesis, we treated a single species of romaine lettuce var claudius after harvest with a non-harmful dose of UV-C (0.85kJ.m-2) and we evaluated its effect on resistance to Botrytis cinerea (BC87) and Sclerotinia minor (SM), in their nutritional value during storage and their responses to salt stress. The analysis of all the results obtained showed that the UV-C dose decreases the sensitivity of romaine lettuce to these two pathogens (Ouhibi et al. 2014a), improve nutritional value by increasing the content in phenolic compound, in ascorbic acid and acquire to plants from seeds pre-treated with UV-C greater potential for adaptation to salt stress (Ouhibi et al, 2014 b).

L'azote est connu pour influencer la sensibilité de certaines plantes à diverses maladies. Dans le cas des maladies causées par Botrytis cinerea, le rôle de la fertilisation azotée semble être variable, avec des niveaux élevés favorisant ou réduisant la gravité en fonction des études. Pour vérifier si cette variabilité pourrait être due à des différences possibles entre plantes hôtes, à la pression d'inoculum ou à un comportement différent de différentes souches de l'agent pathogène, des études ont été menées pour évaluer l'effet de différents régimes de fertilisation azotée sur la sensibilité de la tomate et de la laitue à six isolats de B. cinerea. Des effets épidémiologiques éventuels de la fertilisation azotée à travers la sporulation du pathogène et la pathogénicité de l'inoculum secondaire ont également été étudiés sur la tomate. Les plantes ont été cultivées dans un système hors-sol fertirrigué au goutte à goutte. Une nutrition azotée différentielle allant de 0,5 à 30 mM de nitrate a été appliquée pendant les quatre dernières semaines avant l'inoculation des plantes sur des feuilles (laitue) ou sur des plaies d'effeuillage (tomates). Après inoculation, les plantes ont été incubées dans des conditions propices au développement de la maladie. Sur la tomate, l'apparition de la maladie a été retardée et la sévérité globale des symptômes était plus faible pour tous les isolats aux doses de fertilisation azotée les plus élevées, indépendamment de la concentration d'inoculum. Toutefois, le taux d'expansion des lésions sur tige a été affecté différemment selon les souches, diminuant avec des niveaux croissants de fertilisation azotée pour les isolats les plus agressifs, mais augmentant pour les isolats moins agressifs. En contraste avec la tomate, la fertilisation azotée a augmenté la sévérité de la maladie sur la laitue pour tous les isolats testés. La sporulation de B. cinerea sur tomate a diminué significativement avec l'augmentation de la fertilisation azotée des plantes jusqu'à 15-30 mM de nitrate et la pathogénicité des spores a été fortement influencée par l'état nutritionnel de leur substrat de production. Elle était la plus élevée pour les spores produites sur des plantes ayant reçu des niveaux de fertilisation azotée très faibles ou très élevés (0,5 ou 30 mM nitrate) et la plus faible pour celles produites sur des plantes ayant reçu une fertilisation azotée modérée. La fertilisation des plantes a aussi fortement affectée l'efficacité de deux agents de lutte biologique (Trichoderma atroviride et Microdochium dimerum) à protéger les plaies d'effeuillage de la tomate contre B. cinerea. Les plus hauts niveaux de protection ont été obtenus avec la fertilisation azotée élevée et ceci a pu être lié à un retard dans le développement des symptômes sur les tiges, parfois associé à un ralentissement de l'expansion des lésions. Des études histologiques ont montré que la diminution de la gravité de la maladie sous fertilisation azotée élevée a été associée à une altération structurelle des cellules du mycélium de Botrytis. En présence d'un agent de lutte biologique, l'effet de l'agent pathogène a été en outre associé à une vacuolisation, dépôt de glycogène et mort des cellules mycéliennes. Les hypothèses pour expliquer ces résultats sont discutées à la lumière des effets physiologiques possibles de la fertilisation azotée sur la disponibilité des nutriments pour l'agent pathogène dans les tissus de l'hôte et de la production possible de métabolites de défense de la plante. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour manipuler la fertilisation azotée comme un outil pour la protection intégrée des cultures maraîchères / Nitrogen (N) fertilization is known to influence the susceptibility of many plants to a variety of diseases. In the case of diseases caused by Botrytis cinerea, the role of N fertilization appears to be variable, with high levels either fostering or reducing severity depending on the studies. To test whether this variability could be due to possible differences in the host plants, inoculum pressure or in the behavior of different strains of the pathogen, studies were carried out to investigate the effect of different N fertilization regimes on the susceptibility of tomato and lettuce to six isolates of B. cinerea. Possible epidemiological effects of N fertilization through the sporulation of the pathogen and on the pathogenicity of resulting secondary inoculum were also investigated on tomato. Plants were grown in a soil-less drip-irrigation system. Differential N nutrition ranging from 0.5 to 30 mM NO3- was applied for the last four weeks prior to inoculation on the leaves (lettuce) or on leaf pruning wounds (tomato) and incubation of the plants in conditions conducive to disease development. On the tomato stems, disease onset was delayed and overall severity was lower for all isolates on plants with higher N inputs, regardless of inoculum concentration. However, the rate of stem lesion expansion was differentially affected depending on the strains, decreasing with increasing N fertilization levels for the more aggressive isolates, while increasing for the less aggressive isolates.In contrast with tomato, high N fertilization increased disease severity on lettuce for all isolates tested. On tomato plant tissue, sporulation of B. cinerea decreased significantly with increasing N fertilization up to 15-30 mM NO3- and the pathogenicity of the spores was significantly influenced by the nutritional status of their production substrate. It was highest for spores produced on plants with very low or very high N fertilization (0.5 or 30 mM NO3-) and lowest for those from plants with moderate levels of N fertilization. Plant fertilization also strongly affected the efficacy of two biocontrol agents (Trichoderma atroviride and Microdochium dimerum) to protect pruning wounds of tomato against B. cinerea. The highest levels of protection were obtained with high N fertilization and related to a delay in symptom development on the stems, sometimes associated with a slowdown in lesion expansion. Histological studies showed that the decrease in disease severity at high N fertilization was associated to structural alteration of Botrytis mycelial cells. In the presence of a biocontrol agent, the effect on the pathogen was further associated to vacuolisation, glycogen deposition and mycelial cell death. Hypotheses to explain these results are discussed in light of the possible physiological effects of nitrogen fertilization on nutrient availability for the pathogen in the host tissue and of possible production of defense metabolites by the plant. These results also open new possibilities for including the manipulation of N fertilization as a tool for the integrated protection of vegetable crops

Ces dernières années, les facteurs du complexe d'initiation de la traduction eucaryote ont été identifiés comme des déterminants essentiels dans la sensibilité des plantes aux virus à ARN, y compris les potyvirus, genre le plus important à la fois de par leur nombre et leur importance économique chez des espèces légumières, fruitières et de grandes cultures.En particulier, les allèles récessifs mo11 et mo12 du gène mo1 précédemment identifié comme codant pour le facteur d'initiation de la traduction eIF4E, sont actuellement utilisés pour protéger les cultures de laitue contre le potyvirus de la mosaïque de la laitue (LMV).Partant des résultats obtenus au laboratoire démontrant que les déterminants du LMV impliqués dans le contournement de la résistance mo1 comprennent non seulement le domaine codant pour la VPg mais aussi, en amont, l’extrémité carboxy-terminale de celui codant pour la CI, mon travail de thèse a consisté à (1) confirmer que le LMV code pour deux facteurs de virulence, la CI et la VPg (2) identifier par mutagenèse dirigée et aléatoire des acides aminés clés de la CI impliqués dans le contournement de la résistance contrôlée par eIF4E (3) entamer une caractérisation fonctionnelle des interactions impliquant les trois partenaires eIF4E, CI et VPg.Les résultats obtenus ont montré que l'échange de la VPg d'un isolat virulent (LMV-E) dans un non virulent (LMV-0) est suffisant pour restituer la compatibilité complète avec les variétés de laitue portant l'allèle mo11, mais pas mo12, alors que la région codant pour la portion C-terminale de la CI et la 6K2, suffit pour contourner les deux allèles de mo1. Le mutant ponctuel dans la CI (LMV-0-S621T) obtenu par mutagenèse dirigée est capable de contourner la résistance conférée par mo12 et partiellement celle conférée par mo11 tandis que le mutant réciproque (LMV-E-T621S) perd sa capacité à contourner les deux allèles de résistance. Il s’agit donc là du premier exemple d'un gène de CI de potyvirus, agissant comme un déterminant de contournement de la résistance récessive contrôlée par eIF4E. En effet, la VPg des potyvirus a été identifiée jusque là comme l’unique facteur de virulence vis-à-vis de eIF4E. Il semble donc que le LMV puisse utiliser deux facteurs viraux (CI et VPg) pour le contournement des allèles de résistance mo1.Cette propriété, associée au fait que des isolats de LMV d’origine sauvage ou ornementale soient capables d’évoluer vers le contournement pourraient donc présenter un risque pour la durabilité des résistances mo1. Des travaux préliminaires ont été menés lors de cette thèse afin de mieux comprendre le rôle exact des mutations des facteurs de virulence dans le processus évolutif d’adaptation du LMV aux pressions imposées par les allèles mo1.Enfin, l’implication de la CI dans le contournement de la résistance mo1 laisse supposer que cette protéine pourrait elle aussi interagir (comme la VPg), directement ou non, avec eIF4E. Nous avons montré pour la première fois in vitro et in vivo l’interaction entre la région C-terminale de la CI et la protéine eIF4E de laitue. De plus, la mutation en position 621 de la CI ayant un rôle clé dans le contournement de la résistance mo1 ne semble pas affecter ces interactions in vitro / In recent years, the factors of the eukaryotic translation initiation complex were identified as essential determinants of plant susceptibility to RNA viruses, including potyviruses, the largest and economically the most important of the plant virus groups. Members of this group are responsible for important virus diseases affecting all types of vegetable, fruit, and field crops.In particular, the recessive alleles mo11 and mo12 of mo1 gene, which previously identified as encoding for the translation initiation factor eIF4E, are currently used to protect lettuce crops against lettuce mosaic potyvirus (LMV).Based on the results obtained in the laboratory showing that the LMV determinants involved in the mo1 resistance overcoming include not only the area encoding for the VPg but also upstream, the C-terminal region of that encoding for the CI, my work of thesis consisted in (1) confirm that LMV encodes for two virulence factors, CI and VPg (2) identified by site-directed and random mutagenesis a key amino acids of the CI protein involved in eIF4E-mediated resistance overcoming (3) initiate a functional characterization of interactions involving the three partners eIF4E, VPg and CI.The results obtained showed that the exchange of VPg of a virulent isolate (LMV-E) in a non-virulent (LMV-0) is sufficient to restore full compatibility with lettuce cultivars carrying mo11 allele, but not mo12, whereas the region encoding for the C-terminal portion of the CI and 6K2, is sufficient to overcoming both mo1 alleles. The point mutation in the CI (LMV-0-S621T) obtained by site-directed mutagenesis is able to overcome the resistance conferred by mo12 and partly that conferred by mo11 while the reciprocal mutation (LMV-E-T621S) loses its ability to overcome both resistance alleles.So this is the first example of a potyvirus CI gene acting as a virulence determinant in overcoming eIF4E-mediated resistance. Indeed, the potyvirus VPg was previously identified as the sole virulence determinant vis-a-vis eIF4E. It seems that LMV can use two viral factors (CI and VPg) to overcome the mo1 resistance alleles.This property, combined with the fact that LMV isolates from the wild or ornamental origin are able to evolve towards the overcoming could therefore pose a risk to the durability of the mo1 resistance. Preliminary works were carried on during this thesis to better understand the exact role of mutations affecting virulence factors in the evolutionary process of adaptation of LMV to the pressures imposed by mo1 alleles.Finally, the involvement of the LMV CI in mo1 resistance breaking suggests that this protein could also interact (such as VPg), directly or indirectly with eIF4E. We have shown for the first time in vitro and in vivo interactions between the C-terminal region of the CI protein and the lettuce eIF4E protein. In addition, the mutation at position 621 of the CI which has a key role in mo1 resistance overcoming does not seem to affect these interactions in vitro.

La réduction de la dépendance aux pesticides des systèmes de culture de laitue constitue un objectif à relativement court terme, partagé par les pouvoirs publics et les acteurs de la filière de production. Atteindre cet objectif suppose de disposer de moyens techniques permettant de substituer aux pesticides d’autres méthodes limitant les dégâts de bio-agresseurs de la laitue.Ces techniques peuvent être destinées à minimiser l’entrée d’inoculum dans les parcelles, à limiter la propagation des bio-agresseurs, à diminuer la sensibilité des plantes, ou à éradiquer les bio-agresseurs présents sur les cultures. L’évolution des systèmes de culture repose sur la démonstration de l’efficacité, en termes de protection des plantes, de ces techniques alternatives aux pesticides lorsqu’elles sont intégrées et combinées dans les itinéraires techniques. Elle dépend aussi de l’impact socio-économique et environnemental des itinéraires techniques alternatifs, dans un contexte commercial et réglementaire exigeant. L’objet de cette thèse a été de développer des stratégies alternatives de gestion des bio-agresseurs de la laitue d’hiver cultivée sous abri froid,plus économes en pesticides, et d’évaluer leurs performances agronomiques, économiques et environnementales,garantes de la durabilité des systèmes de production.Sur la base des techniques déjà disponibles, deux stratégies alternatives, nommées stratégie intermédiaire et stratégie bas-intrant ont été conçues, et testées dans deux exploitations agricoles et un domaine expérimental de l’INRA pendant deux hivers, en comparaison avec une stratégie conventionnelle, représentative des pratiques actuelles. Les stratégies intermédiaire et bas-intrant ont permis de réduire de 32% et 48% l’usage des pesticides, respectivement, et ont été suffisamment efficaces pour obtenir une qualité visuelle et des rendements équivalents à la stratégie conventionnelle. Le bénéfice environnemental de leur mise en oeuvre a également été démontré. La mise en place de ces stratégies a cependant entrainé un surcoût de production,essentiellement lié à la lutte biologique, d’environ 10 à 13%. Parallèlement, deux orientations techniques originales, dont l’efficacité n’était pas caractérisée, ont été explorées. Une première série d’essais expérimentaux a porté sur l’influence du génotype de l’hôte et de l’environnement de la plante sur sa sensibilité à deux champignons pathogènes d’importance majeure, Botrytis cinerea et Sclerotinia sclerotiorum. Il a été montré que le choix d’un génotype moins sensible couplé à une optimisation du rapport fructose : saccharose de la plante diminuait les symptômes observés après inoculation. Une deuxième démarche expérimentale, portant sur la lutte biologique contre le puceron Nasonovia ribisnigri, a révélé l’incapacité de parasitoïdes du genre Aphidius à contrôler les pucerons en fin de culture, lorsque la structure du couvert végétal devient trop complexe.En plus d’inscrire ces travaux de recherche dans un processus d’amélioration continue de l’efficacité et des performances des stratégies alternatives aux pesticides, la démarche scientifique utilisée, articulant approche analytique et approche intégrative, a permis d’étudier des techniques ayant potentiellement un impact sur plusieurs bio-agresseurs, telles que la réduction de la fertilisation azotée ou l’optimisation de l’espacement entre les laitues, qui pourraient permettre une meilleure gestion des pathogènes responsables de la pourriture du collet et des pucerons. / The reduction of pesticide reliance in lettuce cropping systems is a short term objective sharedby public authorities and by the stakeholders of lettuce market. Reaching this goal implies thesubstitution of pesticides by others techniques which may limit pest and pathogen damage. Thesetechniques can be intended to mitigate pest and pathogen invasion or propagation, to increaseplant defenses or to remove pests and pathogens from the crop. The improvement of currentcropping systems relies on i) the demonstration of the ability of alternative techniques to managediseases and pests when they are combined and integrated during the crop cycle; ii) theassessment of the socio-economic and environmental impacts of alternative strategies in a stringentcommercial and regulatory context. The objective of this thesis was to design alternativestrategies for pest and pathogen management of lettuce grown in winter under shelter, with fewerpesticide applications, and to assess their agronomic, economic and environmental performancesso as to ensure the sustainability of production.Based on currently available techniques, two alternative strategies, called intermediate andlow-input, were designed, and tested in two farms and an INRA experimental station duringtwo winters and compared to a conventional strategy representing current practices. The alternativestrategies enabled to reduce pesticide applications by 32% and 48% respectively. Theywere efficient enough to obtain similar yield and quality as compared to the conventional strategy.The environmental benefits of their implementation were also demonstrated. However, thesestrategies required a 10-13% extra production costs, almost exclusively due to biological controlproducts.In parallel, two original technical orientations, which efficacy had not been previously described,were examined. In a first set of experiments, the impact of lettuce genotype and growthconditions on plant susceptibility to two major pathogens, Botrytis cinerea and Sclerotinia sclerotiorum,was investigated. The use of a genotype displaying low susceptibility to these fungi,associated with an optimization of the ratio of fructose : sucrose in plants, appeared to reducethe symptoms after inoculation. A second experimental approach, dealing with biological controlagainst the aphid Nasonovia ribisnigri, highlighted the inability of Aphidius parasitoids tocontrol aphid populations at the end of the crop cycle, when the canopy structure becomes toocomplex.In addition to a contribution to cropping systems improvement, the scientific method used,combining analytical and integrative approaches enabled us to highlight the effect of techniquesacting on several pests and/or pathogens, such as the reduction of nitrogen fertilization or theoptimization of plant spacing, which could improve the management of fungi causing basal rotas well as aphids.