Il est actuellement estimé qu’environ 13% du vignoble français est improductif suite aux pathologies affectant le bois des ceps, la principale d’entre elles étant l’esca. Parmi les moyens de lutte mis en œuvre, le biocontrôle, via l’utilisation d’un oomycète, Pythium oligandrum, est actuellement développé pour protéger les plants de vigne contre un agent pathogène pionnier de l’esca, Phaeomoniella chlamydospora. La sélection de souches de P. oligandrum, isolées du vignoble, et produisant in vitro des quantités importantes d’une protéine élicitrice, l’oligandrine, des systèmes de défense des végétaux a d’abord été réalisée. Trois essais en serre ont montré qu’une réduction significative (40 à 50%) des nécroses dues P. chlamydospora était observée après application d’inocula de l’oomycète sur les racines des plants de vigne pied-francs Au niveau de la tige, le niveau d’expression de 22 gènes impliqués dans les mécanismes de défenses de Vitis vinifera a été mesuré par PCR quantitative et des réponses spécifiques du végétal ont été observées selon les traitements. Six gènes (protéines PR, voie des phenylpropanoïdes, oxylipines et le système d’oxydo-réduction) ont été fortement induits lorsque les plants ont été pré-inoculés par P. oligandrum puis infectés par P. chlamydospora. Afin de mettre en évidence les mécanismes spécifiques mis en place lors de cette interaction tripartite, l'analyse de la réponse transcriptomique globale de la vigne (par microarray et RNAseq), au niveau de la tige, a été réalisée chez ces plants qui manifestent une résistance induite systémique (ISR). Plusieurs gènes impliqués dans la synthèse de l’éthylène et des jasmonates sont fortement induits, chez les plants pré-traités par l’oomycète puis infectés par l’agent pathogène. Plusieurs facteurs de transcription régulant ces voies de signalisation sont également fortement induits. Suite à l’analyse des populations de messagers (mRNA) de P. chlamydospora, il a été observé que les niveaux d’expression de gènes impliqués dans la synthèse des métabolites secondaires, des facteurs de transcription impliquées dans la régulation de différentes voies chez les champignons et certaines Carbohydrates Actives enZymes étaient modulés en présence de P. oligandrum au niveau racinaire. Ces résultats montrent que la colonisation du végétal par l’oomycète, même à distance de P. chlamydospora, induit un stress indirect important chez celui-ci. Afin d’optimiser l’implantation de cet agent de biocontrôle en pépinière et au vignoble, l’aptitude de P. oligandrum à coloniser les racines de plants de vignes greffés et à les protéger contre P. chlamydospora a été étudiée. Trois portes-greffes (SO4, 3309 et 101-14) greffés sur des cépages (Cabernet Sauvignon et Sauvignon Blanc) ont été inoculés ou non par P. oligandrum. L’oomycète s’implantait sur les différents systèmes racinaires, mais en proportion variable selon les associations cépage/porte-greffe utilisées. Les analyses par empreintes moléculaires (Single Strand Conformation Polymorphism) ont montré que des microflores fongiques et bactériennes complexes et diversifiées colonisaient les feuilles et les racines, mais que l’introduction de P. oligandrum sur la plante n’induisait pas de bouleversements directs ou indirects notables au niveau de ces microflores indigènes. Une protection des jeunes plants de vigne greffés (SO4 + Cabernet Sauvignon) semble être induite par P. oligandrum contre l’agent pathogène, P. chlamydospora. / Approximately 13% of French vineyards are currently considered unproductive due to trunk diseases, mainly Esca, a particularly destructive disease that affects grapevines worldwide. Accordingly, biological control of a pathogen implicated in Esca, Phaeomoniella chlamydospora, was developed using the oomycete, Pythium oligandrum. The selection of P. oligandrum strains, isolated from vineyards, which produced in vitro large quantities of oligandrin, an elicitin-like protein inducing plant defences, was carried out. Three greenhouse assays showed that the necroses caused by P. chlamydospora were significantly reduced (40 to 50%) when P. oligandrum colonized the root system of vine cuttings. At stem level, the expression of a set of 22 genes involved in Vitis vinifera defence mechanisms was measured by quantitative PCR. Depending on the treatments employed, significant differences in grapevine responses were observed. Six of the genes (PR proteins, phenyl-propanoid pathway, oxylipins and the oxydo-reduction system) were strongly induced in plants pre-treated with P. oligandrum, and subsequently infected by P. chlamydospora. In order to characterize the mechanisms occurring during this tri-partite interaction, the global transcriptomic grapevine responses at stem level were analysed, using microarray and RNAseq, in plants in which induced systemic resistance (ISR) had taken place. Several genes involved in ethylene and jasmonate biosynthesis were strongly induced in plants that were pre-treated with P. oligandrum, and subsequently infected by P. chlamydospora. The transcription factors involved in the regulation of these signalisation pathways were also induced. Analysis of the P. chlamydospora RNA messenger (mRNA), showed that certain genes involved in secondary metabolite synthesis, transcription factors implicated in pathway regulations, and certain Carbohydrate Active enZymes, were modulated, when P. oligandrum colonised the roots. These results demonstrated that root inoculation with P. oligandrum induced indirect stress on P. chlamydospora responses. In order to promote P. oligandrum implantation in nurseries and vineyards, the capacity of this biocontrol agent to colonize the roots of grafted-plants, and to protect them against P. chlamydospora attacks, was studied. Three rootstocks (SO4, 3309 and 101-14), grafted on two scion varieties (Cabernet Sauvignon and Sauvignon Blanc), were inoculated or not with P. oligandrum. Depending on the particular scion/rootstock associations, the oomycete colonized the various root systems differently. Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) analyses revealed complex and diverse fungal and bacterial communities in both the rhizosphere and the phyllosphere. These microflora, which were organ-dependent, were not direcly or indirectly affected by the root inoculation of P. oligandrum. Protection of grafted vines (SO4 + Cabernet Sauvignon) was probably induced by P. oligandrum against the pathogen, P. chlamydospora.

Dans leur environnement, les plantes sont fréquemment soumises à des attaques de microorganismes pathogènes. Pour leur faire face, elles mettent en place des mécanismes de défense activés suite à la détection du microorganisme via des motifs moléculaires ou IPs (Invasion Patterns). Les rhamnolipides (RLs) sont des molécules glycolipidiques amphiphiles produites par des bactéries des genres Pseudomonas et Burkholderia. Ces molécules sont capables d’induire, au niveau foliaire chez différentes plantes, une résistance locale contre des microorganismes phytopathogènes. L’acide 3-hydroxydécanoïque (3-OH-C10:0), le constituant de base de la partie lipidique des RLs, active aussi une réponse immune dans la partie aérienne de la plante Arabidopsis thaliana. Cette réponse immune est déclenchée suite à sa perception par le récepteur kinase S-lectine LORE. Les travaux menés au cours ce projet de thèse ont permis de mettre en évidence que le 3-OH-C10:0 est perçu au niveau racinaire par LORE, conduisant à l’activation d’une réponse immune innée et à la mise en place d’une résistance systémique (ISR) efficace contre le champignon nécrotrophe Botrytis cinerea. D’autre part, ces travaux ont révélés que les RLs sont aussi perçus au niveau racinaire et activent une ISR contre B. cinerea n’impliquant pas le récepteur LORE. L’ensemble de ces résultats montrent que les RLs ainsi que le 3-OH-C10:0, sont deux IPs reconnus par A. thaliana au niveau racinaire via des mécanismes indépendants et tous deux conduisant à l’activation d’une résistance systémique. / In their environment, plants are frequently challenged by pathogenic microorganisms. Plants are able to trigger an innate immune response to fight against the infection. This immune response is activated after perception of the microorganisms through Invasion Patterns (IPs). Rhamnolipids (RLs) are amphiphilic glycolipidics molecules produced by some bacterial species including Pseudomonas and Burkholderia. RLs are able to induce an immune response in the aerial part of several plant which is effective against phytopathogens. 3-hydroxydecanoic acid (3-OH-C10:0), a lipid building block from RLs, is known to trigger Arabidopsis thaliana immune responses in leaves after its perception by the bulb-type lectin receptor kinase LORE. In the present work, we showed that the 3-OH-C10:0 is also sensed by roots through LORE, triggering local immune responses and a systemic induced resistance (ISR) effective against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea. In addition, this work revealed that RLs are also recognized by root cells, activating a LORE-independent ISR against B. cinerea. This work shows that RLs and 3-OH-C10:0 are different IPs independently recognized by A. thaliana roots but both inducing a systemic resistance in plants.