La Nouvelle-Calédonie présente de nombreux atouts pour la pénéiculture. Le ralentissement brutal de son développement en 1993 s'explique par l'émergence d'une pathologie saisonnière qui affecte les crevettes juvéniles en grossissement, mettant en cause des bactéries du genre Vibrio et qui a reçu le nom de Syndrome 93. Vibrio penaeicida et V. nigripulchritudo sont deux espèces au pouvoir pathogène particulièrement élevé qui affectent les élevages. Une étude de typage moléculaire a permis de préciser leur épidémiologie et de proposer quelques conseils d'ordre zoosanitaire. Un suivi épidémiologique par amplification génique est en cours pour V. penaeicida, qui montre l'importance des facteurs écologiques dans l'apparition des épisodes pathologiques. La pathogénicité de V. penaeicida a été étudiée en fonction du stade de développement de l'hôte, et des facteurs toxiques ont été mis en évidence dans les surnageants de culture. Une hypothèse a été émise sur la voie d'entrée du pathogène dans l'hôte. L'hypothèse d'un support plasmidique de la virulence a été émise et est actuellement étudiée. Des moyens de lutte ont été étudiés, des aspects de gestion zoosanitaires discutés. La sélection de lignées de crevettes à moindre sensibilité à l'infection apparaît comme une piste prometteuse. Des perspectives de recherches sont proposées, notamment l'étude de l'écologie de ces Vibrio pathogènes dans l'environnement d'élevage, de la pathogénie des vibrioses engendrées en terme de facteurs de virulence, des relations hôte – pathogène. Ces travaux pourront s'appuyer sur les nombreuses connaissances acquises depuis plusieurs années pour d'autres espèces du genre Vibrio.

L'inflammasome est complexe protéique intracellulaire de l'immunité innée permettant la reconnaissance de pathogènes intracellulaires. NLRC4, un Nod-like récepteur permettant l'activation de l'inflammasome est impliqué dans la reconnaissance du flagelle ainsi que du système de sécrétion de type 3 (SST3) de Pseudomonas aeruginosa, une bactérie majoritairement extracellulaire. Nous avons donc déterminer l'impact de la reconnaissance de P. aeruginosa par le NLRC4-inflammasome in vivo dans un modèle murin de pneumonie aiguë. De façon surprenante, l'activation du NLRC4-inflammasome par le SST3 de P. aeruginosa contribue à diminuer la survie de l'hôte en diminuant la clairance bactérienne pulmonaire et en augmentant la lésion pulmonaire induite. En effet, la perte de l'activation de l'inflammasome chez les souris NLRC4/- permet d'une part, une réponse précoce méfiée par l'IL-17A. Cette réponse dépendant de l'IL-17A conduit à une expression majeure de peptides antimicrobiens par l'épithélium pulmonaire et diminue la lésion pulmonaire en diminuant le recrutement des cellules immunitaires inflammatoires. L'administration d'IL-18 recombinante murine ou l'inhibition de cette voie par un anticorps anti-IL-17A inhibe cette réponse IL-17A dépendante. Ces résultats mettent en évidence un nouveau rôle du SST3 de P. aeruginosa, qui en plus de son effet cytotoxique et de la translocation d'exotoxines, permet d'activer l'inflammasome pour échapper à la réponse immunitaire innée de l'hôte en inhibant une voie IL-17 dépendante. / The inflammasome is thought to function as a cytosolic surveillance system against intracellular pathogens. However, we report that Pseudomonas aeruginosa, an extracellular pathogen responsible for acute lung infection, relies upon inflammasome activation to persist and worsen disease. Specifically, we show that loss of either NLRC4 expression or type-3 secretion system (T3SS)-driven activation of NLRC4, surprisingly, resulted in a robust Th-17-like immune response that enhanced bacterial clearance and attenuated virulence independently of exotoxins. This Th-17-like response correlated with marked upregulation of antimicrobial peptides and was suppressed by either neutralization of IL-17A or exogenous IL-18 administration in vivo. Together, these results unveil an adaptation mechanism through which the problem pathogen manages to evade Th17-mediated immunity and invade the lung, providing a potential mechanism for infectious complications of anti-IL17 therapy in inflammatory diseases. The T3SS exploitation of NLRC4-coupled inflammasome response may therefore represent a novel gene-for-gene model of pathogen evolution alongside host immunity.

Cette étude vise à mettre en évidence, à l'aide de méthodes d'inoculation dirigée, des différences de résistance à l'infection par le Sclerotinia sclerotiorum entre des lignées de soja disponibles au Québec. Pour ce faire, les objectifs suivants ont été fixés: 1) préciser la résistance ou la sensibilité à la sclérotiniose chez 30 lignées ou cultivars de soja adaptés au Québec; 2) examiner la contribution de la fleur (pétales ou axe floral) et de la tige (intacte ou blessée) à la réaction des lignées ou cultivars; 3) examiner l'efficacité ou la complémentarité de techniques d'inoculation caulinaire ou florale, avec du mycélium ou des ascospores, au champ ou en serre, comme méthodes d'étude de la réaction de lignées de soja au S. sclerotiorum. Les expériences ont été menées à l'Université Laval. En 1998, le mycélium a été utilisé dans trois techniques d'inoculation: inoculation des tiges blessées en serre et au champ, des tiges intactes au champ et des fleurs au champ. Les ascospores collectées de sclérotes produits et conditionnés au laboratoire ont été utilisées à l'hiver 1999 dans une technique d'inoculation des fleurs en serre. L'inoculation de tiges blessées, en serre, a permis de distinguer 12 lignées significativement moins sensibles à la colonisation de la tige blessée que le cultivar Nattosan, le plus sensible. L'inoculation d'ascospores en suspension, en serre, met en évidence deux cultivars significativement moins sensibles à l'invasion des inflorescences (Maple Donovan et Frisquet). Cette recherche montre des différences significatives de résistance à la sclérotiniose chez des lignées de soja du Québec. On précise également, grâce aux inoculations dirigées, la nature de la résistance ou de la sensibilité de quelques lignées: florale (ex: Maple Donovan et Frisquet) ou caulinaire (ex: Nattosan). Ces inoculations dirigées ont présenté une forte variabilité mais elles sont suffisamment discriminantes et complémentaires pour opérer une première sélection de parents partiellement résistants utiles à un programme d'amélioration génétique de la résistance des lignées de soja du Québec au S. sclerotiorum.

La sclérotiniose est une maladie importante du soja en Amérique du Nord. La résistance génétique à cette maladie est un moyen efficace et économique pour combattre cette maladie. Dans le but de mieux comprendre le contrôle génétique de la résistance, nous avons d’abord mis au point deux outils de recherche : i) une méthode permettant de bien caractériser des lignées de soja en matière de résistance à la sclérotiniose et ; ii) une approche de génotypage permettant d’obtenir de l’information sur des milliers de marqueurs en simultanée. Nous avons utilisé ces outils pour identifier les régions génomiques responsables de la résistance à la sclérotiniose par : i) une approche QTL biparentale et ii) une approche par analyse d’associations. Dans un premier temps, nous avons mis au point et validé une méthode d’inoculation artificielle fiable et reproductible pour mesurer la résistance à la sclérotiniose. Posteriorement, nous avons développé une approche de génotypage par séquençage (GBS) permettant de caractériser rapidement et efficacement un grand nombre de marqueurs SNP chez le soja. Dans ce volet, un protocole de préparation de librairies génomiques GBS a été mis au point de même qu’un pipeline d'analyse bio-informatique pour l’appel des SNP. Finalement, des analyses de cartographie génétique ont été réalisées sur deux populations pour identifier les régions génomiques conférant une résistance à la sclérotiniose. Dans un premier travail, 141 lignées F6 issues du croisement entre les cultivars Majesta et Hikmok Sorip a été caractérisée pour la résistance à la maladie. À l’aide d’une carte génétique comptant 515 marqueurs SNP obtenus par GBS, nous avons identifié une région sur le chromosome Gm07 contribuant à la résistance observée chez le cultivar Majesta. Dans un second travail, 101 lignées de soja non apparentées ont été caractérisées pour leur résistance à la maladie et leur génotype a été déterminé pour 8397 marqueurs SNP obtenus par GBS. L’analyse d’associations a permis d’identifier trois régions chromosomiques fortement associées à la résistance à la maladie. Ces résultats faciliteront l’identification de lignées exotiques chez lesquelles la résistance s’appuie vraisemblablement sur des gènes différents afin de les introduire au sein du germoplasme canadien. / White mold is an important disease of soybean in North America. Genetic resistance to this disease is a cost-effective way to control this disease. In order to better understand the genetic control of resistance, we first developed two research tools: i) a method to characterize soybean lines in terms of their resistance to white mold; and ii) a genotyping approach for obtaining information on hundreds or thousands of markers simultaneously. In a second phase, we used these new tools to identify the genomic regions responsible for resistance to white mold via two approaches: i) a "traditional" biparental QTL mapping approach and ii) an association mapping approach. At first, we developed and validated a reliable and reproducible method for artificial inoculation to measure resistance to white mold. Then, we developed a genotyping by sequencing (GBS) approach to quickly and efficiently characterize a large number of SNP markers in soybean. As part of this work, a protocol for preparing GBS genomic libraries has been developed as well as a pipeline of bioinformatics analysis to call SNPs. Finally, genetic mapping analysis was performed on two populations to identify genomic regions conferring resistance to white mold. In the first case, a population of 141 F6 lines from a cross between the cultivars Majesta and Hikmok Sorip was characterized for resistance to the disease. By using a dense genetic map counting 515 SNP markers obtained by GBS, we have identified a region on chromosome Gm07 contributing to the resistance observed in the cultivar Majesta. In the second case, 101 unrelated soybean lines were characterized for their resistance to disease and were genotyped with 8,397 SNP markers obtained by GBS. The mapping association analysis identified three chromosomal regions strongly associated with disease resistance. The strongest association was found on chromosome Gm03, while regions on chromosomes Gm08 and Gm20 also showed significant associations. These results will facilitate the identification of exotic lines in which resistance is likely based on different genes to be introduced in the Canadian germplasm.

La pourriture phytophthoréenne causée par Phytophthora sojae est une des principales maladies affectant la culture du soya au Canada. Les moyens de lutte actuellement utilisés sont le traitement des semences à l’aide de fongicides et l’utilisation de cultivars possédant une résistance partielle multigénique ou un gène majeur de résistance (Rps). Dans ce contexte, les semenciers souhaitent pouvoir caractériser leurs lignées quant à leur niveau de résistance/susceptibilité face aux différentes races de P. sojae. Ce projet avait ainsi pour objectif d'exploiter une méthode d'inoculation permettant de discriminer de façon claire, rapide et reproductible, la réponse des lignées à P. sojae en lien avec la virulence des races. Nos résultats ont démontré qu'une infection par zoospores dans un système de culture hydroponique présentait plusieurs avantages par rapport à d’autres techniques d’inoculation utilisées. Cette méthode permet non seulement d’identifier les cultivars porteurs de gènes de résistance Rps, mais aussi potentiellement de mettre en évidence les cultivars à résistance racinaire.

La pourriture à sclérotes (Sclerotinia sclerotiorum) est l’une des maladies les plus importantes du soja qui cause des dégâts considérables au Canada en absence de lignées complètement résistantes. Grâce à la sélection génomique, il est possible de développer des lignées et cultivars dotés d’une résistance accrue à cet ascomycète. Mais avant tout, il est nécessaire d’identifier les régions génomiques responsables de la résistance, pour orienter les choix des sélectionneurs en ce qui a trait aux parents à employer pour les croisements, de même que pour pratiquer une sélection accélérée à l’aide de marqueurs moléculaires. Dans la présente étude, nous avons réalisé une étude d’association pangénomique (ou GWAS, de l’anglais Genome-Wide Association Study) pour identifier des locus de caractère quantitatif (QTL) contribuant à la résistance partielle rencontrée chez le matériel canadien. Nous avons génotypé 127 lignées, évaluées précédemment pour la résistance à la pourriture à sclérotes, avec près de 1,5M de marqueurs SNP de haute qualité. Ce catalogue offre une couverture exhaustive du génome et l’opportunité d’explorer des régions qui n’avaient pas bénéficié d’une couverture complète en marqueurs lors d’études précédentes. Cette analyse a permis d’identifier un nouveau QTL sur le chromosome 1 Gm01 où l’allèle de résistance entraîne une réduction de la longueur des lésions sur la tige de 29 mm. Pour valider ce QTL, les descendants issus d’un croisement biparental entre deux lignées contrastées pour ce marqueur ont été génotypés puis évalués pour la résistance. Les résultats montrent que les individus porteurs de l’allèle de résistance à ce QTL ont développé des lésions 43 mm plus courtes, soit une réduction de 48 % par rapport aux descendants porteurs de l’allèle de sensibilité. Ces résultats suggèrent que ce QTL constitue un candidat prometteur pour développer des lignées de soja affichant une plus grande résistance à la pourriture à sclérotes. / Sclerotinia stem rot (SSR) (Sclerotinia sclerotiorum) is one of the most important soybean diseases causing considerable damage in Canada in the absence of fully resistant lines. Thanks to genomic selection, it is possible to develop lines with increased resistance to this ascomycota. But first, it is necessary to identify the genomic regions responsible for resistance, to guide breeders' choices regarding parents to be used for crosses, as well as to inform selection with the help of molecular markers. In this study, we conducted a genome-wide association study (GWAS) to identify quantitative trait loci (QTL) of partial resistance in Canadian material. We genotyped 127 lines, previously evaluated for SSR resistance, with close to 1.5M high-quality SNPs. This catalog offers extensive genome coverage and the opportunity to explore areas that were incompletely covered in previous studies. This analysis identified a new QTL on chromosome 1 Gm 01 where the resistant allele reduced lesion length on the stem by 29 mm. To validate this QTL, the descendants of a cross between two lines carrying contrasted alleles for Gm01 were genotyped and then evaluated for resistance. The results show that individuals carrying the resistance allele developed lesions that were 43 mm shorter, a reduction of 48% compared to those bearing the sensitivity allele. These results suggest that this QTL is a promising candidate for developing soybean lines with enhanced resistance to SSR.

Titre de l'écran-titre (visionné le 11 septembre 2023) / Le nématode à kyste du soja (NKS - Heterodera glycines) est l'agent pathogène le plus important sur le plan économique affectant les cultures de soja (Glycine max (L.) Merr) et entraîne des réductions significatives du rendement à l'échelle mondiale. Actuellement, la principale méthode de gestion de ce parasite racinaire consiste à utiliser la résistance naturelle de l'hôte. Deux sources de résistance génétique sont couramment employées pour atténuer ces pertes : les introductions de plantes de soja (PI) 548402 (Peking) et PI 88788. Cependant, en Amérique du Nord, plus de 95 % des variétés de soja résistantes tirent leur résistance de PI 88788. Bien que toujours efficace, un usage prolongé et soutenu de ces sources génétiques a conduit à l'émergence de virulence au sein de populations de NKS, avec certaines sous-populations désormais en mesure de surmonter la résistance de l'hôte. Le soya étant appelé à devenir l'une des cultures les plus importantes sur le plan économique au Québec et au Canada, comprendre comment le NKS surmonte la résistance est crucial. Pour mieux définir la base génétique de la virulence, une analyse transcriptomique comparative a été menée à l'échelle de l'individu permettant d'établir le profil d'expression de nématode unique. Le séquençage de multiples femelles, phénotypiquement sélectionnées sur la base de leur virulence, a permis d'établir un répertoire de gènes exprimés 16 jours après l'infection sur les lignées de soya résistantes Peking et PI 88788 et la lignée sensible Essex. En contrastant ces profils d'expression, nous avons constaté des variations dans les gènes effecteurs des nématodes se développant sur ces trois lignées, suggérant des stratégies distinctes pour contourner les différents types de résistance. Une analyse plus approfondie des gènes exprimés dans les nématodes virulents se développant sur Peking a révélé un large éventail de polymorphismes de séquence et d'utilisation différentielle des exons qui n'ont pas été observés dans les autres groupes de nématodes testés. S'appuyant sur la découverte d'épissage alternatif probable au niveau de gènes effecteurs, un transcriptome de novo a été généré à l'aide de longues lectures de séquences obtenues à partir de nématodes uniques. Cette analyse visait à évaluer la présence et l'étendue de l'épissage alternatif dans les gènes effecteurs et globalement à travers l'ensemble du transcriptome. En comparant le profil d'expression des transcrits identifiés dans cette analyse, entre des femelles virulentes contre PI 88788 et des femelles avirulentes, deux nouveaux effecteurs candidats prometteurs (Hg-CPZ-1 et Hg16414.1) ont été identifiés, ainsi que six effecteurs supplémentaires, tous surexprimés chez les femelles virulentes. Finalement, les microARN (miARN) du NKS, potentiellement impliqués dans la régulation post-transcriptionnelle des gènes effecteurs, ont été caractérisés à l'aide de sRNA-Seq. L'analyse des petits ARN isolés de nématodes entiers et d'exosomes, a permis d'identifier un grand jeu de miARN conservés et inédits, spécifiques au NKS ou aux Heterodera. Également, l'usage de deux prédicteurs de cibles, un spécifique aux animaux et l'autre spécifique aux plantes, a prédit un sous-ensemble de miARN capable d'interagir simultanément avec des gènes effecteurs et des gènes putativement liés à la résistance chez le soja, suggérant une nature complexe du parasitisme du NKS. En résumé, les résultats de ces études ont permis non seulement d'améliorer notre compréhension des mécanismes sous-jacents à l'évolution et à la régulation des gènes effecteurs, mais ont également identifié des cibles potentielles pour améliorer la résistance contre le NKS et détecter plus efficacement la présence de ce parasite destructeur. / The soybean cyst nematode (SCN - Heterodera glycines) is the most economically important pathogen affecting soybean crops, causing significant reductions in yield on a global scale. Currently, the primary method for the management of this destructive root parasite is by utilizing natural host resistance. There are two main sources of genetic resistance commonly used in commercial practices to mitigate these losses: soybean plant introductions (PI) 548402 (Peking) and PI 88788. However, in North America, over 95% of resistant soybeans derive their resistance from PI 88788 genetics. Although still effective to a large extent, prolonged exposure to these limited genetic sources has led to the emergence of virulence within the SCN population, with subpopulations of nematodes now capable of overcoming host resistance. Given that soybean is expected to become one of the most economically significant grain crops in Quebec and Canada, it is crucial to understand how these nematodes overcome resistance. To gain insights into the genetic basis of virulence, a comparative transcriptomic analysis was conducted on individual nematodes isolated from multiple SCN populations with varying degrees of virulence against both main sources of resistance. By comparing the gene expression profiles of females categorized by their virulence phenotypes, we observed a significantly different transcriptomic response in females developing on Peking compared to those developing on PI 88788 or the susceptible control Essex. Indeed, overexpression and repression was observed in multiple effector genes of females developing on Peking. Further sequence analysis of expressed genes in Peking virulent nematodes also revealed a wide array of sequence polymorphisms and differential exon usage not shared by PI 88788 virulent or avirulent nematodes. Building upon the findings of potential alternative splicing in effector genes, a de-novo genome-guided transcriptome was generated in chapter two using long reads sequencing generated from single nematodes. This analysis aimed to assess the presence and extent of alternative splicing within effector genes and, more broadly, the SCN transcriptome. By comparing the expression profiles of these transcripts in PI 88788 virulent and avirulent females from different populations, simultaneously selected on both cultivars, two promising novel effector gene candidates (Hg-CPZ-1 and Hg16414.1) were identified, along with six other overexpressed effector candidates common to all virulent females from PI 88788. Although the two first chapters identified multiple candidate effectors associated with Peking and PI 88788 virulence, the regulatory mechanisms controlling these effectors remained unknown. Consequently, the third chapter explored the SCN microRNAs (miRNA) characterizing candidates potentially involved in the post-transcriptional regulation of effector genes. A comprehensive analysis of whole-nematodes and exosome-derived miRNAs revealed a diverse set of species- and lineage-specific candidates characterized for the first time in the SCN. By utilizing animal-specific and plant-specific miRNA target predictors, a subset of these miRNAs were also predicted to interact with nematode effectors and soybean resistance-related genes emphasizing the complex nature of SCN parasitism through the potential ability of nematodes to not only regulate its effectors genes but also its host genes. In summary, the findings from these chapters have not only enhanced our understanding of the mechanisms underlying the evolution and regulation of effector genes but also provide potential targets for improving resistance against SCN and detecting the presence of this destructive root parasite more effectively.

Titre de l'écran-titre (visionné le 2 octobre 2023) / Le soya (Glycine max [L.] Merr.) est une culture de plusieurs milliards de dollars principalement utilisée pour l'industrie de l'élevage, l'alimentation humaine et aussi le biocarburant. Le Canada se classe au quatrième rang en termes de superficie, et cette dernière augmente chaque année. Avec l'augmentation de la superficie cultivée, les problèmes de ravageurs et de maladies ont également augmenté. Le pourridié phytophthoréen (PRR) est l'une des maladies les plus importantes du soya. L'oomycète Phytophthora sojae est l'agent pathogène responsable du PRR et représente chaque année un milliard de dollars de pertes pour l'industrie nord-américaine du soya. Ce pathogène attaque la plante à tous ses stades de croissance, entraînant souvent le besoin de semer de nouveau et même la perte complète de la récolte. Le moyen le plus efficace de réduire les pertes économiques causées par le PRR est d'utiliser des cultivars résistants à P. sojae. Ces cultivars possèdent des gènes de résistance (Rps) et, jusqu'à ce jour, 33 gènes Rps ont été répertoriés grâce à l'utilisation de marqueurs génétiques. Toutefois, seul le gène Rps11 a été cloné et identifié. Récemment, notre laboratoire a identifié des gènes candidat qui seraient possiblement des gènes Rps. Pour confirmer la fonction de ces gènes, il faut être en mesure de les exprimer par une plante sensible via la transformation génétique. Différentes méthodes telles que la transformation médiée par Agrobacterium ou la transformation biolistique génèrent des plants de soya génétiquement modifiés à partir de cals ou d'autres explants. Pourtant, ces techniques demandent beaucoup de main-d'œuvre et de temps, avec un faible taux d'efficacité. Lors de l'étude des gènes exprimés dans les systèmes racinaires, la technique de transformation par Rhizobium rhizogenes est idéale. Cet organisme, par le transfert d'un ADN aux cellules de la plante, cause une prolifération de fines racines « hairy root ». Cette méthode de transformation génétique a été régulièrement appliquée pour étudier la biologie des racines ou bien pour la production de métabolites secondaires, mais rarement pour étudier les interactions hôte-pathogène. Dans ce travail, la technique de transformation hairy-root a été optimisée pour caractériser la fonctionnalité des gènes candidats Rps contre P. sojae par des essais biologiques dans des systèmes hydroponiques. Dans un premier temps, nous avons testé plusieurs souches de Rhizobium rhizogenes et différentes méthodes d'inoculation pour optimiser le procédé qui donnerait le nombre maximum de racines transformées. En tant que gène rapporteur, RUBY a été sélectionné pour ses propriétés non destructives et son expression facilement identifiable dans les racines transformées. Afin d'optimiser la cassette d'expression pour les gènes candidat, la fonction de six promoteurs de soya a également été validée. Cinq promoteurs sur six ont présenté une expression du gène rapporteur dsRed2 supérieure au promoteur le plus couramment utilisé soit le CaMV35S. Pour les besoins de ces travaux, le promoteur du gène de l'ubiquitine a été choisi pour la conception de la cassette d'expression servant à héberger les gènes candidat Rps. À la suite de l'expression de ces gènes candidats dans les racines transformées, il devenait alors possible de tester la fonction de ces derniers par bioessai hydroponique. / Soybean (Glycine max [L.] Merr.) is a multi-billion-dollar crop primarily used to produce animal feed, food, and fuel. Soybean ranks fourth in terms of area, and the area under its cultivation is increasing every year. With the increase in cultivated areas, pest and disease problems have also increased. Phytophthora root rot (PRR) is one of the most important diseases of soybeans. The oomycete Phytophthora sojae is the pathogen responsible for the disease and accounts forbillion in losses annually for the North American soybean industry. This pathogen attacks the plant at all stages of growth, often leading to replanting or complete loss of the crop. The most effective way to reduce the economic losses caused by PRR is to use cultivars resistant to P. sojae (Rps) genes. Approximately 33 Rps genes has been identified. Many of these 33 Rps genes are linked to genetic markers, but only Rps11 has been identified and cloned. Our laboratory has identified putative sequences of Rps genes, and the functional characterization of these sequences must go through the transformation of soybeans. Different methods, such as Agrobacterium-mediated transformation or biolistic transformation, generate genetically modified soybean plants from callus or other explants. Yet, these techniques are labor-intensive and time-consuming, with a low efficiency rate. When studying genes expressed in root systems, the Rhizobium rhizogenes-mediated hairy root transformation technique is ideal. Hairy root transformation has been regularly applied to study root biology or secondary metabolite production, but rarely to study host-pathogen interactions. In this work, the hairy root transformation technique was optimized to characterize the functionality of candidate Rps genes against P. sojae by bioassays in hydroponic systems. First, we tested several strains of Rhizobium rhizogenes and different inoculation methods to identify the procedure that would yield the maximum number of transformed roots. As a reporter gene, RUBY was selected for its non-destructive properties and easily identified expression in transformed roots. We also validated the function of six soybean promoters using the optimized hairy root transformation system. Five of six promoters expressed the dsRed2 reporter gene better than the positive control CaMV35S promoter. Finally, the best promoter was used to design an expression cassette for candidate Rps gene from previously identified sequences, which can be used for functional characterization by hydroponic phenotyping. In conclusion, this optimized hairy root transformation will provide a rapid and reliable method to validate the function of putative Rps genes in the soybean- P. sojae interaction.

Une connaissance approfondie de la résistance à R. solanacearum chez la tomate est nécessaire pour lutter efficacement contre le flétrissement bactérien. Les objectifs de ce travail sont d'identifier une source de résistance à la race 3, phylotype II (r3pII), de caractériser les bases génétiques de cette résistance et de les comparer à celles des souches de race 1. L. esculentum var. cerasiforme Hawaii 7996 a été identifié comme la meilleure source de résistance à une souche réunionnaise de r3pII parmi 82 génotypes de Lycopersicon sp. La cartographie des QTLs de résistance à la race 3 a été réalisée sur la descendance F3 issue de Hawaii 7996 x L. pimpinellifolium WVa700 (sensible), durant deux saisons, en étudiant différents critères (symptômes et colonisation bactérienne). Cette étude a montré la présence d'un QTL généraliste à effet majeur et de QTLs critère ou saison spécifiques. La cartographie des QTLs de résistance aux souches réunionnaises de r1pI et r3pII dans la descendance F8 et la comparaison avec d'autres études révèlent une spécificité phylotypiques des QTLs.

La santé des cheptels et la maîtrise des maladies est un enjeu majeur de compétitivité des élevages et de durabilité des filières. Les maladies d'origine bactérienne sont responsables de pertes économiques importantes en pisciculture. La bactérie Flavobacterium psychrophilum, qui touche l’ensemble des salmonidés et plus particulièrement la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss),est très largement distribuée dans le monde et en France. En l'absence de vaccin commercial efficace, la maladie est jusqu’à présent systématiquement combattue à l'aide de traitements antibiotiques. Dans un contexte d’antibiorésistance croissante, il est nécessaire de trouver d’autres moyens de lutte et la sélection d'animaux naturellement plus résistants constitue une priorité pour la filière trutticole française. Si le caractère héritable de la résistance à la maladie est bien démontré chez la truite, une meilleure connaissance de ses différentes composantes et des déterminismes génétiques sous-jacents est nécessaire pour optimiser les modalités d’introduction de la résistance dans les objectifs des schémas de sélection conduits par les entreprises françaises.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’étudier le déterminisme génétique de différentes composantes de la réponse à l’infection par F. psychrophilum par une approche de cartographie de QTL (quantitative trait locus) ; puis d’évaluer dans quelle mesure ces déterminismes dépendent des protocoles infectieux utilisés pour tester la résistance.Pour ce faire, nous avons combiné les résultats obtenus avec des infections expérimentales par injection et balnéation et une infection naturelleEn utilisant, d’une part des croisements expérimentaux entre lignées isogéniques à la résistance contrastée et d’autre part, avec une lignée commerciale élevée dans une entreprise de sélection française.Nous mettons en évidence que la réponse de la truite arc-en-ciel à l’infection par F. psychrophilum est un caractère complexe, contrôlé par un grand nombre de QTL d’effet modéré et en interaction. Nos résultats suggèrent également que les différentes composantes de la réponse à l’infection (résistance, endurance, résilience, portage) sont en partie contrôlées par des déterminants génétiques différents, et que certains mécanismes de défense contre l’infection par F. psychrophilum dépendent de la voie d’infection (infection par balnéation ou par injection). Cette étude ouvre la voie à une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires sous-jacents à la réponse de la truite arc-en-ciel à l’infection par F. psychrophilum, et constitue une première étape vers la mise en place de la sélection génomique pour la résistance à F. psychrophilum dans les populations de truites françaises. / Health management and disease control are of both major economic and environmental concerns for animal production systems. Bacterial diseases are responsible for important economic losses in fish farming. Flavobacterium psychrophilum, the causative agent of bacterial cold water disease (BCWD), affects particularly rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and is found worldwide where salmonids are raised. As no commercial vaccine is available at the moment, the only way to fight BCWD remains through the use of antibiotic treatments. In a context of growing antibiotic resistance threat, additional methods to tackle fish disease are highly needed. Improving the natural host defense mechanisms against infectious pathogens through selective breeding is one of the priorities for French trout farmers. Moderate heritabilities were estimated for resistance against BCWD, indicating that selective breeding is a promising approach to improve trout defense mechanisms against F. psychrophilum. In order to implement disease resistance in French breeding schemes, we need to better understand the genetic determinism of this trait.In this context, the objective of this PhD is to study genetic determinism of different components of trout response to different infection protocols with F. psychrophilum using a QTL (Quantitative Trait Loci) mapping approach.To do so we used three experimental crosses between isogenic lines of trout with contrasting susceptibility. Finally, a study on a commercial line under selection in a French breeding company was performed after a natural disease outbreak to validate the interest of QTL previously detected.In this study, we showed that an important number of interacting QTL controls rainbow trout response to infection with F. psychrophilum. Our results suggest that different components of response to infection (resistance, endurance, resilience, bacterial load) might be controlled by different genetic determinisms. We also showed that different infection protocols trigger different immune mechanisms that may be specific to the route of entry of the pathogen. This study paves the way toward a better understanding of underlying immune mechanisms of rainbow trout response to F. psychrophilum. Finally, this study is the first step toward implementing genomic selection of resistance to BCWD in French rainbow trout population.