Les plantes, comme tous les êtres vivants, entretiennent un rapport double à leur environnement. L’environnement sélectionne quelles stratégies peuvent s’établir, et les stratégies ainsi sélectionnées façonnent en retour cet environnement. Cette boucle de rétroaction environnementale, lorsqu’elle est alimentée par une variabilité de formes, est le moteur de l’évolution, de l’assemblage des communautés et du développement écosystémique, et détermine en fin de compte les propriétés émergentes des écosystèmes.Les approches issues de l’écologie théorique reconnaissent depuis longtemps cette dualité, comme en témoignent les concepts de "niche de besoin" et "niche d’impact" au cœur de la théorie contemporaine de la niche. Similairement, les approches type « théorie des jeux » comme la dynamique adaptative reconnaissent le rôle central joué par la boucle de rétroaction environnementale en tant que moteur des dynamiques éco-évolutives.Dans cette thèse, j'unifie ces deux perspectives théoriques et les applique à des problèmes écologiques variés, dans le but de comprendre comment les interactions réciproques entre les plantes et leur environnement déterminent les traits adaptatifs des plantes et les propriétés émergentes des écosystèmes.Dans un premier temps, je propose un cadre mathématique général et rigoureux à la théorie contemporaine de la niche et la méthode graphique qui lui est associée. Après avoir étendu ce cadre à la prise en compte d’un continuum de stratégies en interaction à l’aide d’enveloppes géométriques, je montre comment appliquer la théorie contemporaine de la niche à deux perspectives, à savoir les dynamiques éco-évolutives et l’assemblage de communautés par remplacements successifs de stratégies.Dans un second temps, j’applique cette approche à l’étude de l’évolution des défenses des plantes contre les herbivores le long de gradients de nutriments, en considérant l’évolution des traits d’acquisition de la ressource, de tolérance et de résistance aux herbivores. Je montre que la prise en compte des transferts trophiques conduit à la sélection de stratégies compétitives mais sans défense dans les environnements pauvres, alors que ce sont toujours des stratégies défendues (résistantes, tolérantes, ou la coexistence des deux) qui dominent dans les environnements riches en nutriments. Mes résultats mettent en évidence le rôle central joué par la rétroaction plante-herbivores dans la détermination des patrons de défense des plantes.Dans un troisième temps, je montre comment la théorie contemporaine de la niche peut être étendue pour prendre en compte la facilitation. J’utilise ensuite cette approche pour montrer comment la colonisation d’un substrat nu par une communauté de plantes fixatrices d’azote couplée au recyclage des nutriments peut donner naissance à de la succession par facilitation. Contrairement aux modèles habituels de succession, je montre que la succession par facilitation donne lieu à un développement autogène de l’écosystème ainsi qu’un régime de bistabilité entre la végétation et le substrat nu en fin de succession. Enfin, je propose une nouvelle théorie de la succession basée sur les ratios de ressources.Pris dans leur ensemble, ces nouveaux développements démontrent que la théorie de la niche peut être adaptée à l’étude d’un large champ de situations écologiques, de la facilitation aux dynamiques éco-évolutives et à l’assemblage des communautés. Dans ce cadre conceptuel, mon approche basée sur les enveloppes s’avère être un outil efficace pour passer de l’échelle individuelle à l’échelle de l’écosystème, en assimilant le remplacement adaptatif d’espèces à une plasticité des propriétés écosystémiques. Cette approche permet alors de décrire l’émergence des boucles de régulation qui contrôlent le fonctionnement des écosystèmes, comme l’illustrent mes résultats le long de gradients de nutriments sur la transition entre régimes de succession ou encore l’émergence de culs-de-sac trophiques. / As living organisms, plants present a dual relationship with their biotic and abiotic environment. The environment selects plant strategies that can establish, and selected strategies in turn impact and shape the environment as they spread. When fueled by variation ,this environmental feedback loop drives evolution, community assembly and ecosystem development, and eventually determines the emergent properties of ecosystems.Theoretical ecology approaches have long recognized this duality, as it is at the core of contemporary niche theory through the concepts of requirement and impact niche. Similarly, game-theoretical approaches such as adaptive dynamics have emphasized the role played by the environmental feedback loop in driving eco-evolutionary dynamics. However, niche theory could benefit from a more individualistic, selection based perspective, while adaptive dynamics could benefit from niche theory’s duality and graphical approach.In my dissertation, I unify these theoretical perspectives and apply them to various ecological situations in an attempt to understand how the reciprocal interaction between plants and their environment determines plant adaptive traits and emergent ecosystem functions.First, I introduce a general and rigorous mathematical framework to contemporary niche theory and the associated graphical approach. By extending these ideas to a continuum of interacting strategies using geometrical envelopes, I show how contemporary niche theory enables the study of both eco-evolutionary dynamics and community assembly through species sorting. I show how these two perspectives only differ by the range of invaders considered, from infinitesimally similar mutants to any strategy from the species pool. My results also emphasize the fact that selection only acts on the requirement niche, evolution of the impact niche being just an indirect consequence of the former.Second, I use this approach to study the evolution of plant defenses against herbivores along a nutrient gradient, by considering the joint evolution of resource acquisition, tolerance and resistance to herbivores. I show that trophic transfers lead to the selection of very competitive, undefended strategies in nutrient-poor environments, while defended strategies -- either resistant, tolerant or the coexistence of both -- always dominate in nutrient-rich environments. My results highlight the central, and often underestimated, role played by plant-environment feedbacks in shaping plant defense patterns.Third, I extend contemporary niche theory to facilitation originating from positive environmental feedback loops. I use these new tools to show how colonization of a bare substrate by a community of nitrogen-fixing plants coupled with nutrient recycling can lead to facilitative succession. Contrarily to previous competition-based succession models, I point out that facilitative succession leads to autogenic ecosystem development, relatively ordered trajectories and late succession bistability between the vegetated ecosystem and the bare substrate. By showing how facilitative succession can turn into competition-based succession along an increasing nitrogen gradient, I derive a new resource-ratio theory of succession.Overall, these new theoretical developments demonstrate that niche theory can be adapted to study a broad range of ecological situations, from facilitation to eco-evolutionary dynamics and community assembly. Within this framework, my envelope-based approach provides a powerful tool to scale from the individual level to the ecosystem level, lumping selection-driven species turnover into plastic ecosystem properties. This, is turn, helps describing the emergence at the ecosystem scale of regulation feedback loops that drive ecosystem dynamics and functioning, as exemplified by my results along increasing resource gradients showing a transition from facilitation- to competition-based succession or the emergence of trophic dead-ends.

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Dissertation (PhD)--University of Stellenbosch, 2007. / ENGLISH ABSTRACT: Plants have developed sophisticated means of combating plant diseases. The events that prepare the plant for, and follow plant-pathogenic interactions, are extremely complex and have been the topic of intensive investigation in recent years. These interactions involve a plethora of genes and proteins, and intricate regulation thereof; from the host and pathogen alike. Studying the contribution of single genes and their encoded proteins to the molecular dialogue between plant and pathogen has been a focus of plant molecular biologists. To this end, a gene encoding a polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) was recently cloned from Vitis vinifera. These proteins have the ability to inhibit fungal endopolygalacturonases (ePGs), enzymes which have been shown to be required for the full virulence of several fungi on their respective plant hosts. The activity of PGIP in inhibiting fungal macerating enzymes is particularly attractive for the improvement of disease tolerance of crop species. The VvPGIP-encoding gene was subsequently transferred to Nicotiana tabacum for high-level expression of VvPGIP. These transgenic plants were found to be less susceptible to infection by Botrytis cinerea in an initial detached leaf assay. Also, it was shown that ePG inhibition by protein extracts from these lines correlated to the observed decrease in susceptibility to B. cinerea. This study expands on previous findings by corroborating the antifungal nature of the introduced PGIP by whole-plant, timecourse infection assays. Six transgenic tobacco lines and an untransformed wildtype (WT) were infected and the lesions measured daily from day three to seven, and again at day 15. The transgenic lines exhibited smaller lesions sizes from three to seven days post-inoculation, although these differences only became statistically significant following seven days of incubation. At this point, four of the six lines exhibited significantly smaller lesions than the WT, with reductions in disease susceptibility ranging between 46 and 69% as compared to the WT. Two of the lines exhibited disease susceptibility comparable to the WT. In these resistant plant lines, a correlation could be drawn between Vvpgip1 expression, PGIP activity and ePG inhibition. These lines were therefore considered to be PGIP-specific resistant lines, and provided ideal resources to further study the possible in planta roles of PGIP in plant defense. The current hypothesis regarding the role(s) of PGIP in plant defense is twofold. Firstly, PGIPs have the ability to specifically and effectively inhibit fungal ePGs. This direct inhibition results in reduced fungal pathogenicity. Alternatively, unhindered action of these enzymes results in maceration of plant tissue and ultimately, tissue necrosis. Subsequently, it could be shown that, in vitro, the inhibition of ePGs prolongs the existence of oligogalacturonides, molecules with the ability to activate plant defense responses. Thus, PGIPs limit tissue damage by inhibition of ePG; this inhibition results in activation of plant defense responses aimed at limiting pathogen ingress. Several publications reported reduced susceptibility to Botrytis in transgenic plant lines overexpressing PGIP-encoding genes. However, none of these publications could expand on the current hypotheses regarding the possible in planta roles of PGIP in plant defense. In this study we used transgenic tobacco lines overexpressing Vvpgip1 as resources to study the in planta roles for PGIP. Transcriptomic and hormonal analyses were performed on these lines and a WT line, both before and following inoculation with Botrytis cinerea. Transcriptomic analysis was performed on uninfected as well as infected tobacco leaf material utilizing a Solanum tuberosum microarray. From the analysis with healthy, uninfected plant material, it became clear that genes involved in cell wall metabolism were differentially expressed between the transgenic lines and the WT. Under these conditions, it could be shown and confirmed that the gene encoding tobacco xyloglucan endotransglycosylase (XET/XTH) was downregulated in the transgenic lines. Additionally, genes involved in the lignin biosynthetic pathway were affected in the individual transgenic lines. Biochemical evidence corroborated the indication of increased lignin deposition in their cell walls. Additionally, phytohormone profiling revealed an increased indole-acetic acid content in the transgenic lines. These results show that constitutive levels of PGIP may affect cell wall metabolism in the Vvpgip1-transgenic lines which may have a positive impact on the observed reduced susceptibilities of these plants. An additional role for PGIP in the contribution to plant defenses is therefore proposed. PGIP may directly influence defense responses in the plant leading to the strengthening of cell walls. This might occur by virtue of its structural features or its integration in the cell wall. These reinforced cell walls are thus “primed” before pathogen ingress and contribute to the decrease in disease susceptibility observed in lines accumulating high levels of PGIP. Transcriptional and hormonal analyses, at the localized response, were performed on Botrytis-infected leaf tissue of the transgenic lines and a WT line. Several Botrytis responsive genes were found to be upregulated in both the WT and the transgenic lines. Although limited differential expression was observed between the two genotypes, the analyses identified a gene which was upregulated two-fold in the transgenic lines, as compared to WT. This was confirmed by quantitative Real-Time PCR. This gene is involved in the lipoxygenase pathway, specifically the 9-LOX branch, leading to the synthesis of the divinyl ether oxylipins colneleic and colnelenic acid, which show inhibitory effects on Botrytis spore germination. Phytohormone profiling revealed that the transgenic lines accumulated more of the defense-related hormone pool of jasmonates. These are formed via the 13-LOX pathway and have been shown to be important for the restriction of Botrytis growth at the site of infection. Collectively, the results from the infection analyses indicate that in these transgenic lines, both branches of the lipoxygenase pathway are differentially induced at the level of the localized response to Botrytis infection. Similarly, an increased induction of the synthesis of the defense-related hormone salicylic acid could be observed, although this hormone did not accumulate to significantly higher levels. These results are the first report of differential induction of a defense-related pathway in pgip-overexpressing lines and substantiate the proposal that following ePG inhibition by PGIP, signaling which activates plant defense responses, takes place. Taken together, these results significantly contribute to our understanding of the in planta role of PGIP in plant defense responses. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Plante het deur evolusie gesofistikeerde meganismes teen die aanslag van plantsiektes ontwikkel. Die gebeure wat die plant voorberei, asook dié wat op plant-patogeen interaksies volg, is uiters kompleks en vorm die kern van verskeie navorsingstemas die afgelope paar jaar. Etlike plant- én patogeengene en proteïene is by hierdie interaksies betrokke en aan komplekse reguleringsprosesse onderworpe. Die bestudering van die bydrae van enkelgene en hul gekodeerde proteïene tot die molekulêre interaksie tussen ‘n plant en patogeen is ‘n sterk fokus van plant-molekulêre bioloë. Met hierdie doel as fokus, is ‘n geen wat vir ‘n poligalakturonaseinhiberende proteïen (PGIP) kodeer, van Vitis vinifera gekloneer. Hierdie proteïene beskik oor die vermoë om fungiese endopoligalakturonases (ePG's), ensieme wat benodig word vir die virulensie van verskeie fungi op hul gasheerplante, te inhibeer. Die inhibisie van ePG's deur PGIP en die gepaardgaande verminderde weefseldegradasie is ‘n baie belowende strategie vir die verbetering van verboude gewasse se patogeentoleransie. Die VvPGIPenkoderende geen is gevolglik na Nicotiana tabacum oorgedra vir hoëvlakuitdrukking van VvPGIP. Daar is gevind dat hierdie transgeniese plante minder vatbaar vir Botrytis cinerea-infeksies was in ‘n inisiële antifungiese toets wat gebruik gemaak het van blaarweefsel wat van die moederplant verwyder is. Daar is ook ‘n korrelasie gevind tussen B. cinerea-siekteweerstand en ePG-inhibisie deur proteïenekstrakte van die transgeniese populasie. Die huidige studie bou voort op en bevestig vorige bevindinge betreffende die antfungiese aard van die heteroloë PGIP in die heelplant en oor tyd. Ses transgeniese tabaklyne en 'n ongetransformeerde wilde-tipe (WT) is geïnfekteer en die lesies is vanaf dag drie tot sewe, en weer op dag 15, gemeet. Die transgeniese lyne het in die tydperk van drie tot sewe dae ná-inokulasie kleiner lesies as die WT getoon, alhoewel hierdie verskille slegs statisties beduidend geword het na sewe dae van inkubasie. Op daardie tydstip het vier van die ses lyne aansienlik kleiner lesies as die WT getoon, en verlagings in siektevatbaarheid het, in vergelyking met die WT, van 46% tot 69% gewissel. Twee van die lyne het siektevatbaarheid getoon wat vergelykbaar was met dié van die WT. In die siekteweerstandbiedende plantlyne was daar 'n verband tussen Vvpgip1-ekspressie, PGIP-aktiwiteit en ePG-inhibisie. Hierdie plantlyne is dus as PGIP-spesifieke siekteweerstandslyne beskou en dien dus as ideale eksperimentele bronne vir die ontleding van die moontlike in plantafunksies van PGIP in plantsiekteweerstandbiedendheid. Die huidige hipotese betreffende die funksie(s) van PGIP in plantsiekteweerstand is tweeledig. Eerstens het PGIP die vermoë om fungusePG's spesifiek en doeltreffend te inhibeer. Hierdie direkte inhibisie veroorsaak ‘n vermindering in patogenisiteit van die fungus op die gasheer. Indien ePG's egter hulle ensimatiese aksie onverstoord voortsit, sal weefseldegradasie en uiteindelik weefselnekrose die gevolg wees. Daar kon ook bewys word dat die in vitroinhibisie van ePG's deur PGIP die leeftyd van oligogalakturoniede, molekules wat die vermoë het om die plantweerstandsrespons aan te skakel, kan verleng. PGIP het dus nie net die vermoë om ePG's, en dus weefseldegradasie, te inhibeer nie; maar hierdie inhibisie lei ook daartoe dat plantweerstandsresponse aangeskakel word met die oog op die vermindering van patogeenindringing. Verskeie publikasies het reeds gerapporteer oor verminderde Botrytisvatbaarheid in PGIP transgeniese plantlyne. Geeneen van hierdie publikasies kon egter uitbrei op die huidige hipotese aangaande die moontlike in planta-funksie van PGIP in plantsiekteweerstand nie. In hierdie studie is transgeniese tabaklyne wat PGIP ooruitgedruk gebruik om hierdie moontlike in planta-funksies vir PGIP uit te klaar. Transkriptoom- en hormonale analises is op hierdie plantlyne en ‘n WT voor en ná inokulasie met die nekrotroof Botrytis cinerea uitgevoer,. Transkriptoomanalises is uitgevoer op ongeïnfekteerde, sowel as geïnfekteerde tabakblaarmateriaal deur gebruik te maak van ‘n Solanum tuberosum-mikroraster. Die analises met gesonde, ongeïnfekteerde plantmateriaal het daarop gewys dat gene betrokke by selwandmetabolisme tussen die transgeniese lyne en die WT verskillend uitgedruk was. Dit kon bewys word dat, sonder infeksiedruk, die geen wat xiloglukaan-endotransglikosilase (XET) kodeer, in die transgeniese lyne afgereguleer was. Gene wat betrokke is in die lignien-biosintetiese pad was ook in die individuele transgeniese lyne beïnvloed. Biochemiese toetse het ook die aanduiding van verhoogde ligniendeposisie in die transgeniese lyne se selwande bevestig. Addisionele fitohormoonprofiele het getoon dat hierdie lyne ook beskik oor verhoogde vlakke van indoolasynsuur (IAA). Hierdie resultate wys daarop dat konstitutiewe vlakke van PGIP selwandmetabolisme in die Vvpgip1-transgeniese lyne moontlik kan beïnvloed, wat plantsiekteweerstand in dié lyne positief kan beïnvloed. Dit wil dus voorkom asof PGIP 'n bykomende funksie in plantsiekteweerstand het. Plantweerstandsreponse kan direk deur PGIP beïnvloed word, wat tot die versterking van plantselwande kan lei; dit kan geskied by wyse van die strukturele eienskappe van die proteïen of die integrasie daarvan in die selwand. Hierdie selwande is dus “voorberei” alvorens patogeenindringing plaasvind en kon bydra tot die verminderde siektevatbaarheid wat waargeneem is in lyne wat hoë vlakke van PGIP akkumuleer. Transkriptoom- en hormonale analises is ook uitgevoer op Botrytisgeïnfekteerde blaarmateriaal van beide die transgeniese lyne en ‘n WT. Verskeie Botrytis-responsgene is in beide die transgeniese lyne en die WT opgereguleer. Differensïele geenekspressie tussen die twee genotipes was taamlik beperk, maar in die analises kon ‘n geen geïdentifiseer word wat tweevoudig in die transgeniese lyne opgereguleer was in vergelyking met die WT. Hierdie resultaat is ook bevestig met behulp van die “Real-Time” Polimerasekettingreaksie (PKR). Hierdie geen is betrokke in die lipoksigenase (LOX) -pad (spesifiek die 9-LOXarm), wat tot die sintese van die diviniel-eter oksilipiene “colneleic-” en “colnelenic”-suur lei. Daar is al bewys dat hierdie twee verbindings Botrytisspoorontkieming kan inhibeer. Fitohormoonprofiele van die geïnfekteerde plante het gewys dat die transgeniese lyne verhoogde vlakke van die poel van jasmonate wat plantsiekteweerstands-hormone is, ná inokulasie akkumuleer. Hierdie hormone word in die 13-LOX-arm van die lipoksigenase pad gevorm en is belangrik vir die beperking van Botrytis by die infeksiesetel. Die resultate van die analises wat op Botrytis-infeksie volg, dui daarop dat beide arms van die lipoksigenasepad in die transgeniese lyne verskillend by die lokale respons geïnduseer word. ‘n Verhoogde induksie van ‘n ander plantsiekteweerstandshormoon, salisielsuur, kon ook opgemerk word, alhoewel die totaal geakkumuleerde vlakke nie beduidend hoër was as dié van die WT nie. Hierdie resultate is die eerste wat onderskeidende induksie van ‘n siekteweerstandspad in enige van die pgip-ooruitgedrukte plantlyne rapporteer. Daarmee ondersteun dit ook die hipotese dat, seintransduksie wat plantweerstandsresponse aanskakel, ná inhibisie van ePG deur PGIP plaasvind. Die resultate wat met hierdie studie verkry is, dra dus beduidend by tot die huidige kennis van die in planta-funksie van PGIP in plantsiekteweerstandsresponse.

Choisya ternata est une plante ornementale souvent touchée par la maladie de la pourriture racinaire provoquée par Phytophthora. Cette maladie peut induire de pertes allant jusqu’à 80 %, ce qui implique l’utilisation intensive de produits phytosanitaires. Afin de limiter l’utilisation de ces produits toxiques, une meilleure connaissance des acteurs de la défense des plantes est nécessaire. Pour cela, les objectifs de cette thèse sont I) d’identifier les espèces du genre Phytophthora pathogènes de C. ternata, II) d’étudier des acteurs de défense au niveau racinaire et III) de développer une approche de lutte alternative aux phytosanitaires. L’identification des espèces de Phytophthora par l’amplification et le séquençage de la région ITS, montre la présence de Phytophthora parasitica dans la production de C. ternata en pépinière. Ils mettent aussi en évidence, pour la première fois en France et chez Choisya, la présence de Phytophthora tropicalis. Deux cultivars de C. ternata sont utilisés pour étudier les acteurs de la défense racinaire contre P. parasitica, Aztec pearl (moins sensible à la pourriture racinaire) et Goldfinger (plus sensible). Les arabinogalactane-protéines (AGPs) sont des glycomolécules de la paroi cellulaire qui constitue une barrière physique face aux pathogènes. Des études ont montré le rôle des AGPs dans l’interaction plante-pathogène et plus particulièrement avec les oomycètes. Toutefois, le rôle des AGPs racinaires de Choisya dans l’interaction avec P. parasitica n’est pas étudié. Nos résultats montrent des différences biochimiques au niveau de la composition monosaccharidique des AGPs racinaires d’Aztec pearl en comparaison avec les AGPs de feuilles de ce cultivar et les AGPs de feuilles et de racines de Goldfinger. Contrairement aux autres fractions, ces AGPs n’ont pas augmenté la croissance du mycélium de P. parasitica. Ces résultats suggèrent que l’oomycète n’est pas capable de dégrader cette fraction pour l’utiliser comme une source d’énergie. Pendant l’infection de la plante par P. parasitica, ces AGPs peuvent freiner la pénétration du pathogène, et par conséquent diminuer la sévérité de la maladie. Les plantes ont aussi développé des molécules chimiques nommées métabolites secondaires (MS) capables de les protéger contre leurs agresseurs. Des études ont montré que la partie foliaire de Choisya est riche en MS tels que les alcaloïdes dont plusieurseffets pharmacologiques sont connus. Cependant, leur composition racinaire et leur rôle dans la protection de la plante contre P. parasitica ne sont pas élucidés. Nos résultats montrent que les racines des deux cultivars sont riches en alcaloïdes furoquinoliques. Certains alcaloïdes sont présents en plus grande quantité chez Aztec pearl, mais suite à l’inoculation de zoospores de P. parasitica cette différence n’est plus détectable. De plus, l’extrait contenant les alcaloïdes totaux d’Aztec pearl ont été capables d’inhiber la croissance du mycélium de l’oomycète, contrairement à l’extrait issu de Goldfinger. Ces résultats montrent le rôle potentiel des alcaloïdes furoquinoliques dans la protection de la plante contre cet oomycète. / Choisya ternata is an ornamental plant that suffers from root rot disease due to Phytophthora. This disease can lead to severe production losses (up to 80 %), which require intensive use of phytosanitary products. A better understanding of plants defenses in required in order to reduce the use of these products. Therefore, the objectives of this thesis are I) identifying Phytophthora spp. pathogens of C. ternata, II) studying roots defense actors and III) developing an alternative control approach. Phytophthora spp. identification by ITS region amplification and sequencing highlighted the presence of Phytophthora parasitica on Choisya. Furthermore, Phytophthora tropicalis was identified for the first time in France and on Choisya culture. Two C. ternata cultivars were used to study the plants root defense actors against P. parasitica, Aztec pearl (less susceptible to root rot) and Goldfinger (more susceptible to root rot). Arabinogalactan proteins (AGPs) are glycomolecules of the cell wall which constitutes a physical barrier to pathogens. Studies showed the role of AGPs in the plant-pathogen interaction and more specifically in the case of oomycetes. However, Choisya root AGPs role in the interaction with P. parasitica is not studied. Our results showed biochemical differences in the monosaccharide composition of Aztec pearl root AGPs and the other AGPs fractions (Aztec pearl leaves and Goldfinger roots and leaves). Contrary to other fractions Aztec pearl root AGPs did not increase P. parasitica mycelium growth. These results suggest that oomycete was not able to degrade this fraction and use it as energy source. When P. parasitica infects the plant, these AGPs may be able to slow the infection and reduce disease severity. Plants have also developed chemical molecules known as secondary metabolites (SM) capable of protecting them against attackers. Studies showed that C. ternata leaves are rich with SM as alkaloids that have many pharmacological activities. Nevertheless, roots alkaloids composition and role in plant protection are not studied. Our results showed that roots of the two cultivars are riche with furoquinoline alkaloids. Some these alkaloids were more concentrated in Aztec pearl. But after inoculation with P. parasitica zoospores, the difference was not detectable anymore. Moreover, the total alkaloids extract of Aztec pearl inhibited P. parasitica mycelium growth, unlike the extract of Goldfinger. Another strategy of plants protection is the use of beneficial soil microorganisms that limits pathogens development and stimulate plant defenses. These microorganisms are known as biological control agents (BCA) and are sometimes used in horticulture as an alternative control strategy. In our study, treatments of C. ternata by different BCA were evaluated by a developed real time PCR (qPCR) targeting ypt1 and by symptoms annotation. This evaluation showed that combined treatments by Glomus intraradices with Gliocladium catenulatum and G. intraradices with Trichoderma atroviridae (respectively mycorrhizal fungi and filamentous fungi) offer a better protection against P. parasitica.