Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / L'emploi des champignons mycorhiziens arbusculaires dans la culture des pommes de terre représente une alternative intéressante pour diminuer la quantité d'engrais utilisée aux champs, en plus de protéger la plante contre le stress hydrique et les maladies. Cependant, l'effet de l'utilisation d'engrais minéraux et de fongicides sur la mycorhization de la pomme de terre n'est pas connu. Nous avons évalué les effets de l'application du fongicide Quadris® (Syngenta CA) à différentes doses d'engrais minéral sur le taux de mycorhization de Rhizophagus irregularis dans les plantes de pommes de terre. Lors d'un essai en serre, le taux de mycorhization du système racinaire et le rendement de plants de pommes de terre (variété Gold Rush) ont été analysés. Nos résultats suggèrent une efficacité optimale des concentrations d'engrais entre 75 et 100% des recommandations du Centre de Référence en Agriculture et Agroalimentaire du Québec (CRAAQ). À des concentrations d'engrais supérieures à 100%, on observe alors une diminution de la colonisation. Pour le rendement, on remarque une diminution lorsque la dose d'engrais est inférieure à 75% de la recommandation. La présence du fongicide nuit à la production de spores et induit une grande variation des taux de mycorhization. Comprendre l'effet des engrais minéraux et des fongicides sur l'efficacité de la mycorhization de la pomme de terre permettra d'optimiser la gestion agricole, entraînant une réduction des coûts et principalement une réduction de l'impact environnemental sur le système agroécologique.

La pourriture grise, causée par le champignon Botrytis cinerea, est l'une des principales maladies aériennes fongiques sur diverses cultures d'importance agronomique. La diversité génétique de B. cinerea est très forte et la capacité rapide d'adaptation de ce champignon à une pression sélective est également avérée. Ce champignon est ainsi capable de développer des résistances à une grande variété de composés fongicides de synthèse ou d'origine naturelle. Des méthodes alternatives de lutte ont de ce fait été développées ces dernières années : divers agents de lutte biologique (ALB) présentant différents modes d'actions ont été identifiés et pour certains d'entre eux commercialisés pour contrôler B. cinerea. Cependant la durabilité de la lutte biologique est un domaine encore très peu étudié. La perte d'efficacité d'un ALB pourrait résulter de la préexistence d'isolats moins sensibles de pathogènes dans les populations naturelles et/ou de la capacité de l'agent pathogène à produire, sous une pression de sélection continue exercée par l'ALB, des mutants ayant une sensibilité réduite. L'objectif global de la présente étude est d'évaluer le risque potentiel de perte d'efficacité de la lutte biologique vis-à-vis de B. cinerea. Dans cette étude, les efforts ont été concentrés sur la pyrrolnitrine, un antibiotique produit par divers ALBs, dont certains sont efficaces contre B. cinerea. Les objectifs spécifiques de l'étude étaient (i) d'évaluer la diversité de la sensibilité à la pyrrolnitrine au sein de la population naturelle de B. cinerea, (ii) d'estimer le risque de perte d'efficacité des ALBs produisant la pyrrolnitrine due à la pression de sélection exercée par la pyrrolnitrine et (iii) d'étudier le mécanisme de résistance à la pyrrolnitrine chez B. cinerea. Parmi 204 isolats de B. cinerea, une gamme importante de sensibilité à la pyrrolnitrine a été observée, avec un facteur de résistance de 8,4 entre l'isolat le plus sensible et l'isolat le moins sensible. La production de 20 générations successives pour 4 isolats de B. cinerea, sur des doses croissantes de pyrrolnitrine, a abouti au développement de mutants avec des niveaux élevés de résistance à l'antibiotique, et à une réduction in vitro de la sensibilité à la bactérie productrice de pyrrolnitrine Pseudomonas chlororaphis PhZ24. La comparaison entre les mutants résistants à la pyrrolnitrine et leurs parents sensibles pour la croissance mycélienne, la sporulation et l'agressivité sur plantes a révélé que la résistance à la pyrrolnitrine est associée à un fort coût adaptatif. Des observations cytohistologiques sur tomates ont confirmé que l'isolat sensible à la pyrrolnitrine attaque le pétiole rapidement et envahit la tige, alors que le mutant résistant à la pyrrolnitrine ne s'étend pas au-delà du pétiole. De plus, ce dernier mutant forme un mycélium anormal et des cellules ressemblant à des chlamydospores. Les résultats ont d'autre part révélé que les mutants de B. cinerea résistants à la pyrrolnitrine sont résistants au fongicide iprodione, suggérant ainsi qu'une pression exercée par la pyrrolnitrine sur le champignon conduit à une résistance au fongicide. Réciproquement, la production de générations successives sur iprodione conduit à une résistance à l'antibiotique. Afin d'étudier les déterminants moléculaires de la résistance de B. cinerea à la pyrrolnitrine, le gène histidine kinase Bos1, impliqué entre autres dans la résistance aux fongicides chez B. cinerea a été séquencé chez les souches sensibles et les mutants résistants. La comparaison des séquences a mis en évidence des mutations ponctuelles différentes chez les mutants de B. cinerea obtenus sur la pyrrolnitrine et ceux obtenus sur l'iprodione. De plus, les résistances à la pyrrolnitrine et à l'iprodione ne sont pas systématiquement associées à une mutation ponctuelle dans le gène Bos1. Enfin, aucune modification n'a été détectée dans la taille des allèles de neuf locus microsatellites quelle que soit la pression sélective exercée et quelle que soit le phénotype du mutant produit. Cette étude montre qu'un champignon pathogène des plantes est capable de développer progressivement une moindre sensibilité à un agent de lutte biologique mais que cette moindre sensibilité est associée à une forte perte de fitness

Les changements climatiques et l'émission de polluants dans l'environnement sont susceptibles d'entrainer des effets croisés sur les communautés et le fonctionnement des écosystèmes. Les changements de température sont notamment susceptibles de modifier le comportement et la toxicité des polluants, et de sensibiliser les organismes aux stress chimiques. Inversement, l'exposition à des polluants peut diminuer la tolérance thermique des espèces ectothermes comme les poissons. Dans ce contexte, nous avons étudié la réponse d'une espèce modèle de poissons en toxicologie aquatique, le Carassin doré (Carassius auratus), soumis à des stress chimique et thermique individuels et combinés. Pour cela, le carassin doré a été exposé à un cocktail d'herbicides et de fongicides à des concentrations réalistes d'un point de vue environnemental à deux températures pendant 96h ou 16 jours. Les réponses ont été observées de l'échelle moléculaire à l'échelle individuelle par des approches omiques (protéomique et métabolomique), biochimiques (cortisol, biomarqueurs de stress oxydant et allocation cellulaire énergétique), indicielles (indices somatiques et de condition) et comportementales (remaniement sédimentaire, activité, exploration et comportement alimentaire). Les résultats montrent que l'exposition des poissons aux stress chimique et thermique individuels entraine une réponse générale de stress impliquant des compensations biochimiques, énergétiques, physiologiques et comportementales. L'absence d'effets sur la santé générale des carassins suggère la mise en place d'une réponse de stress efficace et adaptée, bien que l'hypoactivité observée chez les poissons exposés aux cocktails de pesticides soit susceptible d'entrainer une diminution de leurs performances et de leur fitness. A l'inverse, les carassins exposés aux stress chimique et thermique combinés montrent une inhibition de la réponse générale de stress, avec des effets antagonistes sur la sécrétion de cortisol, l'induction de certains systèmes de défense antioxydants et la compensation énergétique. Des effets plus importants sont en revanche observés au niveau comportemental ainsi qu'une diminution significative de la condition générale des poissons. Ces résultats montrent que l'augmentation de la température sensibilise les poissons à la contamination de l'eau par les pesticides. L'inhibition de la réponse de stress chez des poissons exposés à des mélanges complexes de pesticides dans un écosystème soumis à de multiples contraintes pose de nombreuses questions pour la conservation des espèces dans l'environnement. / Crossed-effects between climate change and chemical pollutions were identified on community structure and ecosystem functioning. Temperature rising affect the toxic properties of pollutants and the sensitiveness of organisms to chemicals stress. Inversely, chemical exposure may decrease the thermal tolerance of ectothermic species, as fish. In this context, we studied the response of a biological model in aquatic toxicology, the goldfish (Carassius auratus), to individual and combined chemical and thermal stresses. In this aim, we exposed the goldfish to environmental relevant concentrations of herbicide and fungicide mixtures at two temperatures for 96 hours or 16 days. The fish responses were assessed from the molecular level to individual endpoints, including omic approaches (proteomic and metabolomic), biochemical analyses (cortisol, antioxidant defenses, cellular energy allocation), indexes (somatic and condition factors) and behavioral assays (sediment reworking, activity, exploration and feeding). Our results showed that individual chemical or thermal stresses induced a general stress response including biochemical, metabolic, physiological and behavioral compensations. The absence of deleterious effect on the global condition of fish suggested the implementation of an efficient and adaptive stress response, while the hypoactivity of fish exposed to pesticide mixtures could entrain a decreased performance and fitness into the wild. At the opposite, the combined chemical and thermal stresses induced reciprocal inactivation of the stress response, with antagonism effect on cortisol secretion, antioxidant defense induction and metabolic compensation. However, increased effect on behavioral traits and decreased global condition of fish were observed. Our study showed that temperature rising sensitized fish to pesticide exposure. Finally, inhibited stress response in fish exposed to pesticide cocktails raises concerns about species conservation an ecosystem under multiple pressures.

Depuis la fin du 19ème siècle, le traitement des vignes par des fongicides cupriques a engendré une augmentation de la teneur en cuivre (Cu) dans les sols viticoles, ainsi que dans les écosystèmes aquatiques en aval. Cette thèse vise à mieux comprendre le devenir de ce Cu dans un agrosystème basé sur l’étude du fractionnement isotopique du 65Cu/63Cu. Les résultats montrent que durant 4 à 5 décennies de culture de vignes, les sols en surface se sont enrichis en Cu de 9 à 28 fois par rapport au fond géochimique et que les minéraux argileux jouent un rôle important dans l’accumulation du Cu. Lors des événements pluvieux, ~1% du Cu appliqué est mobilisé, essentiellement lié à des argiles. Le bassin d’orage récoltant les lames ruisselantes retient en moyenne 68% du Cu dissous et plus de 92% du Cu particulaire. Les ratios isotopiques du Cu dans le bassin indiqueraient la sorption du Cu dissous dans les sédiments, ainsi que la réduction du Cu(II) in situ due à des processus biogéochimiques. / Since the end of the 19th century, the use of copper (Cu)-based fungicides has resulted in increased Cu concentrations in vineyard soils, but also in downstream aquatic ecosystems. The aim of the thesis was to better understand the fate of this Cu in an agrosystem based on assessing Cu isotope fractionation (65Cu/63Cu). The results have shown that the surface vineyard soils have become enriched in Cu from 9 to 28 times compared to the background level during 4 to 5 decades of vine-growing and that clay minerals were the major Cu sorbing phases in the soils. During rainfall, runoff mobilized ~1% of the applied Cu during the, mainly associated with clays. The stormwater wetland collecting the runoff retained in average 68% of the dissolved and more than 92% of particulate Cu. Cu isotope ratios measured in the wetland suggested dissolved Cu sorption to the sediments and in situ reduction of Cu(II) due to biogeochemical processes.

La durabilité du bois de teck (Tectona grandis) est une propriété pouvant varier selon le génotype et les facteurs environnementaux. Chez le teck, le degré d'implication des extractibles dans la durabilité naturelle est controversé. A partir d'une approche quantitative incluant les aspects biologiques et technologiques conduites sur des échantillons de bois séchés à l'air ambiant, cette thèse s'est attachée à rechercher les déterminants chimiques de nature phénolique de la durabilité naturelle. Nous avons tout d'abord mis en évidence que les formes osidiques stockées dans l'aubier sont transformées en extractibles de nature quinonique. Nous avons ainsi caractérisé deux composés, l'un dans l'aubier le forsythoside B, un trisaccharide de l'acide caféique et l'autre dans le duramen, le 4',5'-dihydroxy-épiisocatalponol qui ont été identifiés pour la première fois dans le bois de teck. Nous avons mis en évidence que le second composé inhibe la croissance de Trametes versicolor indiquant son rôle directe dans la propriété de durabilité naturelle du bois de teck. Ainsi, les composés du métabolisme des naphthoquinones sont les plus impliqués dans la durabilité naturelle du bois de teck à l'égard de Trametes versicolor et de Poria placenta. Les mécanismes de transformation des sucres pourraient indiquer le niveau de durabilité naturelle des espèces. Ces nouvelles données contribueront aussi à l'amélioration de la qualité du bois qui par ailleurs assure la pérennité des arbres. / Teak (Tectona grandis) wood natural durability is a property which can vary with genotype and environmental factors. The implication of quinonic extractives in the property of natural durability is controversial. Using a quantitative approach including biological and technological conducted on air-dried wood samples, this thesis aimed to search chemical attributes of natural durability. We first demonstrated that osidic forms stored in the sapwood were transformed into quinone derivative. We have characterized two compounds the forsythoside B, a trisaccharide of cafeic acid in the sapwood and in the heartwood, the 4',5'-dihydroxy(epi)isocatalponol that were identified for the first time in teakwood. The latter compound exhibited strong fungicidal activity against Trametes versicolor indicating that its direct implication in decay resistance of teak wood. We have shown that compounds from naphthoquinones metabolism were involved in decay resistance of teak wood against Trametes versicolor and Poria placenta. The mechanisms of sugars transformation may indicate the natural durability level of sustainable species. There these new data will contribute to improve the wood quality that ensures the perennity of trees.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Cette thèse présente une vue d'ensemble complète de trois études qui ont évalué le potentiel d'utilisation du frass, matériau résiduel résultant de la bioconversion de la matière organique par les larves de la mouche soldat noire (LMSN), comme amendement organique en horticulture. Au cours de la première étude, des essais in vitro de superposition de cultures ont révélé la présence de microorganismes produisant des composés inhibant la croissance mycélienne des sept agents phytopathogènes (champignons/oomycètes) importants dans les extraits du frass et les extraits du régime de référence Gainesville (GV). Parmi les bactéries/champignons isolé(e)s du régime GV et du frass, la bactérie Bacillus velezensis, utilisée comme agent de lutte biologique, a montré une forte activité antifongique/anti-oomycète suggérant que cette bactérie présente dans le régime GV survive au processus d'élevage de LMSN et soit l'un des facteurs clés contribuant à l'activité antifongique/anti-oomycète du frass. Cela souligne l'importance des caractéristiques microbiennes de la matière première dans les propriétés antifongiques et anti-oomycètes du frass. La deuxième étude a comparé les caractéristiques du frass dérivé de deux régimes alimentaires différents : un régime à base de déchets de fruits/légumes/boulangerie complété par des déchets de brasserie (FVBB) et un régime GV. Les résultats ont démontré que les deux frass contenaient des éléments nutritifs essentiels, comparables aux engrais organiques disponibles commercialement. De plus, le frass provenant du régime FVBB ont présenté des effets d'antibiose, inhibant la croissance des pathogènes des plantes, tout en favorisant de meilleures performances des larves, une composition nutritionnelle et une réduction efficace des déchets. Dans la troisième étude, le potentiel du frass de LMSN à limiter le développement du flétrissement causé par Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) chez les plants de tomate a été étudié. Le frass provenant des régimes GV et FVBB a été pasteurisé à 70°C (pendant 1 heure) ou non avant d'être incorporé dans le milieu de culture des plants de tomate. Les résultats ont révélé que le frass provenant du régime GV, pasteurisé ou non, réduisait significativement la gravité du flétrissement causé par FOL et la colonisation des racines par le champignon pathogène comparativement au frass provenant du régime FVBB et au groupe témoin sans frass, tout en étant comparables au compost. De plus, l'étude a identifié des différences dans les communautés microbiennes de la rhizosphère associées au type de frass et à la pasteurisation, certaines familles bénéfiques étant associées à une réduction de la gravité de la maladie. Les trois études démontrent collectivement le potentiel du frass de LMSN comme amendement organique efficace pour la gestion des agents pathogènes des cultures horticoles. Le choix du régime d'élevage des larves influence considérablement l'activité antifongique du frass et son efficacité globale dans la lutte contre les maladies des plantes. / This thesis presents a comprehensive overview of three studies evaluating the potential use of frass, the residual material resulting from the bioconversion of organic matter by black soldier fly larvae (BSFL), as an organic amendment in horticulture. In the first study, in vitro culture overlay assays revealed the presence of microorganisms producing compounds inhibiting mycelial growth of seven important plant pathogens (fungi/oomycetes) in frass extracts and Gainesville diet (GV) extracts, a widely used reference diet. Among the bacteria/fungi isolated from the GV diet and frass, the bacterium Bacillus velezensis, used as a biological control agent, showed strong antifungal/anti- oomycete activity suggesting that this bacterium is present in the GV diet survives the BSFL rearing process and is one of the key factors contributing to the antifungal/anti-oomycete activity of frass. This highlights the significance of feedstock microbial characteristics in the frass antifungal and anti- oomycete properties and suggests the possibility of exploiting frass to control horticultural plant pathogens. The second study compared the characteristics of frass derived from two different diets: a fruit/vegetable/bakery waste-based diet supplemented with brewery waste (FVBB) and a GV reference diet. Results demonstrated that frass derived from both diets contained essential nutrients and elements, comparable to commercially available organic fertilizers. Moreover, frass from the FVBB diet also exhibited antibiosis effects, inhibiting the growth of plant pathogens, while also promoting better larval performance, nutritional composition, and efficient waste reduction. In the third study, the potential of BSFL frass to limit the development of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) in tomato plants was investigated. Frass derived from the GV and FVBB diets underwent pasteurization at 70°C (for 1 hour) and not before being incorporated into the growing medium of tomato plants. The results revealed that frass derived from GV diet, regardless of pasteurization, significantly reduced the severity of wilt caused by FOL and pathogen root colonization by the pathogenic fungus compared to frass derived from FVBB diet and the control group with no frass while being comparable with compost. Additionally, the study identified differences in rhizosphere microbial communities associated with the type of frass and pasteurization, with certain beneficial orders associated with the reduced disease severity. The three studies collectively demonstrate the potential of BSFL frass as an efficient organic amendment for plant pathogens management in horticultural crops. The choice of larval rearing diet significantly influences the frass antifungal activity and overall effectiveness in controlling plant diseases.

La lutte chimique est la principale méthode utilisée pour contrôler les maladies causées par les champignons phytopathogènes. Dans certains cas, desphénomènes de résistance envers les fongicides se développent au sein despopulations, altérant parfois l’efficacité des molécules. La compréhension du moded’action des fongicides et des mécanismes de résistance sous-jacents participe à élaboreret à adapter des stratégies de management anti résistance ; et ainsi permettre depérenniser la durée de vie des molécules. Le fenhexamid est un fongicide récent (BayerCropScience, 2000), avec un mode d’action unique. Il est le seul fongicide commercialisébloquant l’étape de C4-déméthylation de la biosynthèse de l’ergostérol. Plusieurs typesde résistance (naturelle et acquises) ont été détectées dans les vignobles européens chez lecomplexe d’espèces Botrytis spp. responsable de la pourriture grise de la vigne. Lestravaux développés durant la thèse s’inscrivent dans l’objectif de la caractérisation dumode d’action et de l’élucidation des mécanismes de résistance. Le premier axe s’estattaché à la caractérisation fonctionnelle de deux gènes impliqués dans la C-4déméthylation de la biosynthèse de l’ergostérol : le gène erg27 codant la 3-céto réductase,cible du fenhexamid, et le gène erg28 codant une protéine qui interagirait en partie avecla 3-céto réductase. Concernant la résistance au fenhexamid, il a été démontré que, pargénétique inverse, les mutations détectées dans le gène erg27 de différents types d'isolatsrésistants issus du vignoble (phénotypes de résistance HydR3- et HydR3+) conféraient larésistance. Par ailleurs, une analyse de fitness du phénotype le plus préoccupant(phénotype HydR3+) a été réalisée en conditions contrôlées sur des souches isogéniquesartificielles afin d’apporter une réponse sur la persistance possible de ces souches auvignoble. Une méthode fine de quantification moléculaire de ces mêmes isolats aégalement été mise au point pour faciliter le suivi de leur évolution et de la persistancedes populations naturelles à l’échelle des vignobles. Cette nouvelle méthode, nomméeASPPAA PCR, exploite le polymorphisme nucléotidique du gène erg27, à l’origine de larésistance. Enfin, la résistance naturelle au fenhexamid de l’espèce apparentée à Botrytiscinerea, appelée Botrytis pseudocinerea a été élucidée. La résistance au fongicide de cetteespèce a été expliquée par la combinaison de modifications de cible (mécanismeminoritaire) et d’une dégradation du fongicide par un cytochrome P450 nomméCyp68.4 (mécanisme majeur). Il s’agit de la première identification et caractérisationgénétique d’un mécanisme de résistance à un fongicide conférée par un processus dedétoxification chez un champignon phytopathogène. / Chemical control is the main method used to control diseases caused byphytopathogenic fungi. In some cases, the resistance phenomena towardfungicides occur within fungal populations, which might alter practicalefficiency of molecules. Understanding modes of action of fungicides andunderlying resistance mechanisms participate to the development and adaptationof management strategies against resistance, and thus help to sustain the life ofmolecules. Fenhexamid is a recent fungicide (Bayer CropScience, 2000), with aparticular mode of action. It is the only fungicide marketed blocking the C4-demethylation step of ergosterol biosynthesis. Several types of resistance (naturaland acquired) were detected in European vineyards in the Botrytis spp speciescomplex, causing grey mold disease. This work focused on the characterization ofthe mode of action and the elucidation of resistance mechanisms. The first aspectinvestigated the functional characterization of two genes involved in the C4-demethylation of ergosterol biosynthesis. The erg27 gene potentially encoding the3-keto reductase which is the fenhexamid target and the erg28 gene encoding aprotein that interact in part with the 3-ketoreductase. Concerning fenhexamidresistance, we shown by reverse genetics that mutations detected in the erg27 genefrom different resistant isolates from the vineyards (phenotypes HydR3- andHydR3+) confer resistance. Furthermore, a fitness analysis under controlledconditions on the most worrying resistant phenotype (HydR3+) was performed onisogenic artificial strains in order to predict the possible persistence of these strainsin vineyards. A fine molecular method to quantify these isolates was developed tofacilitate the follow-up of evolution and persistence of resistant populations in thevineyard. This new method, named ASPPAA PCR is based on the nucleotidepolymorphism of the erg27 gene, responsible for fenhexamid resistance. Finally,the natural resistance to fenhexamid of the related species to Botrytis cinerea, B.pseudocinerea, was elucidated. Fungicide resistance of this species is explained bythe combination of target site modifications (minor mechanism) and fungicidedegradation mediated by a cytochrome P450 named Cyp68.4 (major mechanism).This is the first characterization of a genetic resistance mechanism to a fungicideconferred by detoxification in a phytopathogenic fungus.

La succinate déshydrogénase (SDH) est à la fois une enzyme clé du cycle de Krebs oxydant le succinate en fumarate et le complexe II de la chaîne respiratoire mitochondriale impliqué dans le transfert des électrons et la réduction de l’ubiquinone. Des inhibiteurs de cette enzyme (SDHI) ont été développés ou sont en cours de développement comme antifongiques. Cette famille de fongicides est notamment utilisée pour lutter contre Botrytis cinerea, champignon phytopathogène responsable de la pourriture grise sur de nombreuses cultures dont la vigne. Des souches résistantes aux SDHI ont été isolées chez B. cinerea et d’autres champignons phytopathogènes. Chez ces isolats résistants, des mutations ont été identifiées dans les gènes codant la SDH. Au cours de cette thèse, nous avons étudié l’impact de mutations affectant la sous-unité B (SdhB) de la succinate déshydrogénase sur l’activité de l’enzyme, la biologie du champignon B. cinerea et la résistance aux inhibiteurs ciblant cette enzyme. Par mutagénèse dirigée du gène sdhB, nous avons obtenu des mutants dits « isogéniques » qui ont permis de confirmer l’implication de ces mutations dans la résistance aux différentes molécules SDHI. Par ailleurs, nos résultats montrent que les modifications de la sous-unité SdhB affectent l’affinité des SDHI pour la SDH et les niveaux d’inhibition de l’activité SDH par les molécules inhibitrices ; ce qui explique - in fine - les spectres de résistance des mutants aux SDHI. Actuellement, tous les mutants sont résistants au boscalid et les mutants les plus fréquemment retrouvés au vignoble, sdhBH272R/Y, sont sensibles au fluopyram. Les travaux réalisés sur les mutants sdhB montrent que les mutations étudiées ont également un impact sur l’activité de l’enzyme et sur le développement du champignon, conséquences dépendantes du résidu substitué et de la substitution. En particulier, les mutations sdhBH272L/R affectent fortement l’activité de l’enzyme et la fitness du champignon alors que le mutant sdhBH272Y est peu affecté. Enfin, l’analyse de populations de pourriture grise de différentes origines (région, plantes hôtes) par rapport à la résistance aux SDHI réalisée sur les années 2009/2010 montre que les mutants sdhBH272R/Y sont toujours les plus fréquents mais leurs fréquences varient en fonction des situations agronomiques. Notamment la fréquence du mutant sdhBH272R augmente avec la pression de sélection exercée par les fongicides. Ce mutant attire particulièrement notre attention du fait de sa relation non linéaire entre fitness et fréquence au champ. / Succinate dehydrogenase is both a key enzyme of the TCA cycle, oxidizing succinate into fumarate and complex II of the mitochondrial respiratory chain involved in electron transfer and ubiquinone reduction. Inhibitors of this enzyme (SDHIs) have been developed or are in the developmental process as fungicides. Actually, SDHIs are registered to deal with Botrytis cinerea, a phytopathogenic fungus responsible for grey mold on many crops including grapevine. Strains of B. cinerea and other pathogenic fungi have been isolated for their resistance to SDHI. They mainly harbor mutations in genes encoding SDH subunits. During this thesis, we studied the impact of mutations modifying subunit B of succinate dehydrogenase on enzyme activity, fungal biology and resistance to SDHIs. “Isogenic” mutants obtained through site-directed mutagenesis and homologous recombination allowed us to confirm the role of sdhB mutations in SDHIs resistance. Our results also show that the substitutions in the SdhB subunit impact respectively the affinity of SDHIs to SDH and the inhibition levels of SDH activity by inhibitors, which explain – in fine – the resistance spectra observed for the mutants. Up to now, all sdhB mutants are resistant to boscalid and the most frequent mutants observed in grapevines, sdhBH272R/Y, are susceptible to fluopyram. Studies on sdhB mutants reveal that the mutations also impact the enzymatic activity and the fungal development depending on the substitution. In particular, sdhBH272L/R mutations have the strongest impact on enzyme activity and the fitness of the fungus, whereas these parameters are almost not altered in the sdhBH272Y mutant. Finally, grey mold populations from different origins (country, plant host) were analyzed for their SDHI resistance pheno- and genotypes. Yet, the sdhBH272R/Y mutants were the most frequent, but these frequencies varied according to the agronomical situation. Interestingly, the frequencies of the sdhBH272R mutant seem to increase with the selective pressure exerted by fungicides. This mutant is of particular interest because of the absence of correlation between the fitness we measured and the frequencies we observed in natura.

L'esca est un syndrome cryptogamique vasculaire de la vigne (Vitis vinifera). Une phase pionnière, sous la dépendance de Phaeoacremonium aleophilum (PA), Phaeomoniella chlamydospora (PC) et éventuellement de Eutypa lata (EL) permet la mise en place d'autres espèces. Depuis l'interdiction de l'arsénite de sodium, cette maladie n'est plus contrôlée.<br /> Nous avons étudié les propriétés de PA, PC et EL, en particulier l'impact sur leur croissance de fongicides commerciaux et de fongicides systémiques synthétisés au laboratoire, ainsi que de molécules naturelles. Ces pathogènes ne présentent pas la même sensibilité à ces molécules et l'un d'eux (PA) est peu affecté par divers traitements. En parallèle, nous avons étudié les propriétés d'ambimobilité de l'acide salicylique (AS) et de quelques-uns de ses dérivés halogénés.<br /> Nous avons montré que F 30, un dérivé acide du fenpiclonil, est mobile dans les boutures de vigne après application foliaire. Il est en partie retenu dans le bois et libère la molécule parent dans les racines. L'acide 5-chlorosalicylique (5-ClAS), connu pour être plus actif que AS pour stimuler les défenses naturelles, présente une mobilité voisine de celle de AS. Sur ces bases, F 30 et 5-ClAS ont été retenus pour des tests préliminaires de traitement par voie foliaire de boutures de vigne infectées.<br /> Cette recherche exploratoire souligne la complexité de la problématique, une lutte chimique (fongicide), génératrice de contraintes, devant s'intégrer dans une stratégie globale de contrôle.

La sélection naturelle constitue un processus clé de l'adaptation des populations à leur environnement, favorisant les variants présentant les meilleures valeurs sélectives. Les champignons présentent généralement des traits biologiques (diversité des modes de reproduction, grandes tailles de populations, fortes capacités de dispersion, entre autres) qui favorisent leur adaptation à des environnements variés. La compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'évolution de leurs populations sous les contraintes, naturelles et anthropiques, qu'elles subissent constituent donc un enjeu majeur pour la protection des plantes, en particulier dans le contexte actuel de durabilité des méthodes de lutte. Dans cette thèse, nous avons décrit la structure et la diversité des populations Botrytis cinerea à l'aide de marqueurs neutres et sélectionnés et d'un échantillonnage emboîté, et avons proposé des mécanismes pouvant expliquer les résultats observés. Puis nous avons analysé la réponse adaptative des populations de B. cinerea en Champagne, aux applications de fongicides. Premièrement, nous avons montré que la pourriture grise était causée par un complexe de deux espèces cryptiques, vivant en sympatrie sur des hôtes communs. De plus, les populations françaises de B. cinerea sont structurées en cinq dèmes, caractérisés par le système de culture (sélection directionnelle), la plante-hôte (adaptation écologique), et dans une moindre mesure, par la géographie. Sur vigne, nous avons mis en évidence une entité dont l'isolement génétique semble lié à un isolement temporel. Par ailleurs, nous avons montré que l'application de fongicides conduit à la sélection de phénotypes résistants spécifiquement à quasiment tous les modes d'action homologués, selon des proportions variant suivant les vignobles et les usages. Plus particulièrement, la résistance aux fongicides inhibiteurs de la succinate déshydrogénase (SDHI) est causée par au moins sept mutations affectant les gènes encodant la protéine cible de ces fongicides, déterminant ainsi une grande variété de phénotypes. Enfin, nous avons montré que les fongicides ne modifiaient pas la structure neutre des populations mais qu'ils pouvaient conduire à une perte de richesse allélique dans les populations traitées ainsi qu'à un équilibre sélection-migration détectable dans certaines situations sous forme de clines au loci sous pression de sélection contemporaine tels que ceux déterminant la résistance multidrogues. La modélisation de l'évolution des fréquences de résistance hivernale a permis d'estimer le coût de la résistance pour quatre loci déterminant la résistance aux fongicides. Cette thèse a permis d'appréhender le fonctionnement des populations de B. cinerea et de comprendre et quantifier partiellement les mécanismes sélectifs opérant in natura. Ces informations seront utilisées pour raisonner des stratégies anti-résistance adaptées localement et durables.