Phoma stem canker is a disease of oilseed rape (Brassica napus) caused by closely related plant pathogens Leptosphaeria maculans and L. biglobosa. It is an economically important disease, causing annual yield losses of approximately £770 million worldwide. When colonising oilseed rape, L. maculans and L. biglobosa exist in close proximity on the leaf, competing for resources as they move through the main leaf vein and into the stem. Fungicides are commonly used to decrease severity of phoma stem canker on oilseed rape. However, the efficacy and longevity of active chemicals is under threat from evolution of resistance in pathogen populations and government legalisation. Moreover, it has been suggested that both L. maculans and L. biglobosa differ in their sensitivity to azoles, and important class of fungicides that are used to control the disease through the inhibition of lanosterol 14-α demethylase (erg11, CYP51). This project aims to further understand the role that fungicides have in controlling phoma stem canker by investigating their efficacy against L. maculans and L. biglobosa in crops, in vitro and in planta. In field experiments, established in Cambridgeshire across four cropping seasons, the fungicide mixture penthiopyrad (SDHI) plus picoxystrobin (QoI) was as effective at controlling phoma leaf spotting and phoma stem canker in winter oilseed rape as prothioconazole (DMI), suggesting that both fungicides could be used to reduce phoma stem canker symptoms. The two pathogens differed in their growth rates in vitro, with L. biglobosa growing faster than L. maculans when untreated or treated with lower fungicide concentrations. Fungicide sensitivity assays suggest that L. maculans and L. biglobosa are both sensitive to DMI, SDHI and QoI fungicides and that differences between the species are minor. Prothioconazole and penthiopyrad + picoxystrobin had a similar efficacy on oilseed rape cotyledons colonised with either L. maculans or L. biglobosa. There was no difference between species on prothioconazole treated plants, although there was a difference between L. maculans and L. biglobosa when treated with 20 μg/ml penthiopyrad + picoxystrobin. Heterologous yeast expression of LmCYP51B and LbCYP51B with fungicide sensitivity testing of the yeast transformants suggests that LmCYP51B and LbCYP51B are similarly sensitive to azole fungicides flusilazole, prothioconazole-desthio and tebuconazole. These findings are supported by homology protein modelling, which predicts that LmCYP51B and LbCYP51B are structurally very similar, specifically at the azole-binding site. In conclusion, fungicides are still an effective control method for reducing phoma stem canker symptoms caused by Leptosphaeria species in the UK, and a useful tool to in the sustainable production of oilseed rape.

Freie Univ., Diss.--Berlin, 1999.

Magistrantūros studijų darbu siekta nustatyti Leptosphaeria maculans ir L. biglobosa rūšių paplitimą ir pasiskirstymą ant įvairių rūšių bastutinių šeimos augalų (Brassica napus var. biennis, Brassica napus var. annua, Brassica oleracea var. capitata, Brassica oleracea var. italica) bei grybo surinkto iš skirtingų augalų rūšių augimo specifiką in vitro sąlygomis. / The master work was aimed to identify the occurrence and distribution of Leptosphaeria maculans and Leptosphaeria biglobosa species on the plants of various Brassica species (Brassica napus var. biennis, Brassica napus var. annua, Brassica oleracea var. capitata, Brassica oleracea var. italica) determine growth specificity of fungi on agar media, collected from different plant species, in in vitro conditions.

Leptosphaeria maculans, agent de la nécrose du collet des crucifères, est un agent pathogène majeur du colza (Brassica napus). La lutte génétique est aujourd’hui le procédé le plus utilisé afin de protéger les cultures des attaques de ce champignon. Cette méthode se base principalement sur l’utilisation de cultivars possédant des gènes de résistance spécifique (Rlm) qui permettent le déclenchement des réactions de défense de la plante parla reconnaissance directe ou indirecte des produits des gènes d’avirulence correspondants (AvrLm) présents dans la population pathogène. Plusieurs de ces résistances ont déjà été massivement déployées en France et dans le monde, connaissant dans un premier temps un fort succès commercial grâce à la protection fournie, suivie d’une perte d’efficacité très rapide. Avant cette thèse, le nombre d’études au champ des processus impliqués dans le contournement d’un gène de résistance était très limité, en particulier chez les champignons. L’objectif de cette thèse était d'étudier l’évolution moléculaire du gène d’avirulence AvrLm4-7sous pression de sélection, en profitant de son clonage et de la commercialisation récente de cultivars Rlm7, afin d’obtenir une étude précoce et détaillée des mécanismes moléculaires à l’origine du contournement d’une résistance spécifique. Le gène AvrLm4-7 présente l’originalité de coder pour une protéine responsable d’une double spécificité d’interaction vis-à-vis des gènes Rlm4 et Rlm7. Dans un premier temps, j’ai pu valider par mutagenèse dirigée le rôle primordial de l’acide aminé 120 dont la mutation affecte la reconnaissance d’AvrLm4 par Rlm4 sans toutefois altérer la reconnaissance d’AvrLm7 par Rlm7.Le contournement de la résistance Rlm7 a été ensuite analysé à l’aide d’une importante collection de souches prélevée sur deux sites expérimentaux indépendants (Grignon ; Versailles) sur une période de trois ans. Sur le premier site était cultivée une variété Rlm7 en monoculture avec un travail du sol simplifié tandis que sur le second site, le mode de culture incluait rotation culturale et enfouissement par labour des résidus de cultures. Il a ensuite été montré que, au contraire de la reconnaissance AvrLm4/Rlm4, un grand nombre d’évènements de mutation peuvent être à l’origine de la virulence d’une souche vis-à-vis de Rlm7. L’analyse moléculaire des souches virulentes et avirulentes de cette collection a ainsi permis de répertorier sept catégories d’évènements de mutation. La grande majorité des cas concerne la délétion d’AvrLm4-7 mais des mutations dues au RIP et plusieurs autres évènements de mutation provoquant l’introduction prématurée de codons stop dans la séquence codante du gène sont aussi observés. La majorité de ces évènements de mutation sont liés à la reproduction sexuée du champignon et ont lieu au sein même de la parcelle d’étude. Le phénotypage de cette collection a par ailleurs révélé un fort contraste entre les deux sites expérimentaux, démontrant ainsi l’importance des pratiques culturales dans le maintien de l’efficacité de la résistance Rlm7 dans le temps. En effet, après trois années de culture de cultivars Rlm7, la fréquence des souches virulentes a7 dans les populations du site de Versailles reste inférieure à 1 % contre environ 30 % sur le site de Grignon. Finalement, le phénotypage de la collection de souches a également montré que le contournement de Rlm7 s’accompagnait dans plus de 98% des souches de la résurgence de l’avirulence AvrLm3. Par l’étude de cette collection et par croisements génétiques, j’ai pu montrer que AvrLm3 n’était pas un nouvel allèle d’avrLm4-7 mais un second gène situé en région télomérique à 19.3 cM d’AvrLm4-7. J’ai également démontré une interaction fonctionnelle antagoniste entre AvrLm4-7 et AvrLm3 qui empêche la reconnaissance Rlm3 /AvrLm3 en présence d’AvrLm4-7 et explique la restauration de l’avirulence AvrLm3 lors de la perte de l’avirulence AvrLm7.Par une association originale de biologie moléculaire, de génétique des populations et d’agronomie, j’ai ainsi pu apporter une nouvelle illustration à la course aux armements entre un agent pathogène et sa plante hôte, les gènes AvrLm3 et AvrLm4-7 utilisant deux stratégies distinctes afin d’échapper à la reconnaissance de leurs gènes de résistance spécifiques. / Leptosphaeria maculans is a filamentous ascomycete causing stem canker of oilseed rape (Brassica napus). This disease is often controlled by the use of B. napus cultivars harbouring major resistance genes (Rlm). Direct or indirect recognition of the corresponding avirulence protein (AvrLm) in the pathogen triggers plant defence reactions. Several resistances have been massively deployed in France and worldwide, they initially showed commercial success due to the protection provided and in a second time, a very fast decrease of efficiency (resistance breakdown).Prior to this thesis, field studies of resistance gene breakdown mechanisms were rare, especially for fungi. The purpose of this PhD thesis was to study the molecular evolution of the avirulence gene AvrLm4-7 under selection pressure, by exploiting our knowledge of the gene, and the recent release of Rlm7 cultivars, to obtain an early and detailed study of the molecular mechanisms involved in a resistance gene breakdown. AvrLm4-7 induces resistance responses in plant harbouring either Rlm4 or Rlm7 and I validated by targeted point mutagenesis the central role of the amino acid 120 in the avrLm4-7-Rlm4 interaction. Its mutation prevents AvrLm4-7 recognition by Rlm4 without affecting avrLm4-7-Rlm7 recognition.Loss of avirulence towards Rlm7 was then studied by the analysis of an important isolate collection originating from two independent French experimental fields (Grignon; Versailles) over three years. In the first field was cropped Rlm7 cultivars in monoculture with low tillage agronomical practices whereas crop rotation and ploughing were done in the second field. In contrast to AvrLm4-Rlm4 evolution, a great number of mutations were found to explain the “gain” of virulence towards Rlm7. Seven mutational event categories were found. The great majority of these categories involve AvrLm4-7 deletion but mutation due to RIP and several other mutational events causing premature apparition of stop codons in the coding sequence of the gene were observed too. The majority of these events are linked to the sexual reproduction of the fungus and occurs in the experimental field.In addition, our work showed the importance of the cultural practices in preserving Rlm7 efficacy. Indeed, after three years using Rlm7 cultivars, a7 frequency was below 1% whereas representing around 30% of the isolates observed in Grignon.Finally, phenotyping of the isolate collection also showed the resurgence of an A3 phenotype linked with the loss of AvrLm7 avirulence in more than 98% of the isolates. Genetic analysis and collection phenotyping showed that AvrLm3 is not a new AvrLm4-7 allele but a distinct gene located in a telomeric region at 19.3 cM of AvrLm4-7. I also demonstrated that an antagonistic interaction between AvrLm4-7 and AvrLm3 exists: the presence of Avrlm4-7 prevents Rlm3 to detect AvrLm3 and explains the surge of the AvrLm3 avirulence along with the loss of the AvrLm7 avirulence.By an original association of molecular biology, population genetic and agronomy, this work provided a new illustration of the plant-pathogen arms race, AvrLm3 and AvrLm4-7 using two different strategies to escape their respective resistance genes.

Leptosphaeria maculans est un Dothideomycète phytopathogène capable d’alterner des modes de vie saprophyte, hemibiotrophe endophyte et nécrotrophe durant son cycle infectieux sur le colza. Afin de comprendre cette plasticité infectieuse, une mutagenèse aléatoire à grande échelle par ATMT a permis de générer une collection de 5000 transformants. L’objectif principal de cette thèse était d’exploiter cette collection en prenant avantage de la disponibilité d’outils de génomique, pour, d’une part, comprendre les mécanismes d’intégration de l’ADN-T dans le génome, et d’autre part, identifier des déterminants du pouvoir pathogène ciblés par l’ADN-T dans des mutants affectés dans leur capacité infectieuse. Une analyse systématique de 318 pieds d’insertion a été réalisée dans le but de d’évaluer les caractéristiques de l’insertion de l’ADN-T. Ce dernier est fréquemment inséré dans les régions actives riches en gènes, et favorise des gènes impliqués dans des processus biologiques indicatifs d’une conidie germante. Un biais marqué des insertions en faveur des régions régulatrices est observé ainsi qu’une corrélation entre la densité des insertions et le skew CG près du site d’initiation de la transcription. Ces observations sont cohérentes avec le modèle de ciblage intranucléaire de l’ADN-T. Enfin, l’existence de micro-homologies entre le site de pré-insertion et la bordure gauche de l’ADN-T indique une intégration par voie de recombinaison homologue (HR) et/ou microhomologue (MMEJ). Une approche multicritère a été utilisée pour caractériser cette collection. Un test d’inoculation a permis d’identifier 166 mutants altérés dans leur pouvoir pathogène. La validation génétique de la co-ségrégation entre le phénotype altéré et la présence de l’ADN-T indique que 44% des mutants montrant un déterminisme monogénique de l’altération sont effectivement étiquetés. Parmi les mutants altérés, 35 ont été analysé pour : (i) le phénotype de croissance en conditions usuelles de culture et en réponse aux stress oxydatif, UV et nutritif, (ii) le lien entre altération de la germination et pouvoir pathogène. Les gènes affectés par l’intégration de l’ADN-T, ont été identifié et analysé dans la souche sauvage à l’aide de données de transcriptomique. Ces cribles ont permis de décomposer le phénotype d’altération in planta en plusieurs phénotypes in vitro. Le plus fréquemment, les mutants ne sont pas altérés dans leur in vitro croissance, mais la plupart sont sensibles aux ROS. Les analyses d’expression au cours de l’infection indiquent que les gènes codant pour des effecteurs et ceux impliqués dans la détoxification des ROS, ont des dynamiques d’expression inverses et bi-phasiques, en lien avec le style de vie hemibiotrophe de L. maculans. Les 42 gènes ciblés par l’ADN-T dans ces mutants ont été identifiés et leur fonction putative disséquée par bioinformatique et transcriptomique. Au final, nous avons identifié six mutants d’intérêt pour une caractérisation fonctionnelle. Deux de ceux-ci deux ont atteint un niveau de caractérisation suffisant pour l’émission d’une hypothèse de travail. Dans le mutant µ1165, l’ADN-T cible un gène codant pour une protéine ribosomale S17 (LmRPS17), dont la régulation dépendrait de la voie de signalisation du complex TORC1. Nos résultats préliminaires suggèrent, d’une part, que TORC1 est une cible potentielle de LmRPS17 et, d’autre part, que la phase biotrophe de l’infection chez L. maculans est probablement régulée par TORC1 via l’enzyme de détoxication des ROS SOD2. Dans le mutant µ444, l’ADN-T cible un gène codant pour un élément rétroviral putatif LmHYP1, largement conservé parmi les ascomycètes. Nos résultats suggèrent que LmHYP1 interviendrait dans la régulation de gènes impliqués dans le pouvoir pathogène, via la production de petits ARN interférents issus hypothétiquement du clivage de son ARN messager par la machinerie de défense anti-rétrovirale. La validation de ces deux hypothèses est en cours au laboratoire. / The Dothideomycete phytopathogen Leptosphaeria maculans is capable to alternate saprophytic, hemibiotrophic, endophytic and necrotrophic life styles during a single infectious cycle on its host plant, Brassica napus. However, little is known about the determinants of such plasticity. As part of a large-scale insertional mutagenesis project aiming at the discovery of pathogenicity factors a collection 5000 transformants has been generated by ATMT. The main objective of my PhD was to take advantage of “omics” to extract biological value from L. maculans mutants collection for a better understanding of T-DNA integration features and further identification of pathogenesis determinants in this fungus. A systematic analysis of 318 T-DNA tags was performed in a large collection of transformants in order to evaluate the features of T-DNA integration in its particular TE-rich compartmentalized genome. The T-DNA integration was mainly targeted to gene-rich, transcriptionally active regions, and favored biological processes that are consistent with the physiological status of a germinating conidia. In addition, T-DNA integration was strongly biased towards regulatory regions, and mainly promoters. Consistently with the T-DNA intranuclear targeting model, the density of T-DNA insertion correlated with CG skew near the transcription initiation site. The existence of microhomologies between promoter sequences and the T-DNA LB flanking sequence was also consistent with T-DNA integration to host DNA mediated by homologous recombination and/or the microhomology-mediated end joining pathways. Based on this data, a multi-criteria approach was used to draw the more possible information from this collection by identifying all 166 mutants reliably affected in pathogenicity, and expanding the genetic analysis. Considering single-gene segregation of the pathogenicity phenotype, our data indicate a 44% ratio of actual tagging. In parallel, for a subset of 35 isolates of the collection, we (i) described growth patterns in regular culture conditions or in response to oxidative, UV or starvation stresses, (ii) evaluated the link between altered germination and pathogenicity, (iii) identified and annotated the genes putatively affected by the T-DNA integration, and (iv) analyzed kinetics of expression of these genes in the WT isolate using available microarrays. Our results showed that pathogenicity alteration phenotype could be broken down into a pattern of phenotypes in vitro including growth, germination defect and susceptibilities to oxidative burst, starvation and UV stresses. Our results showed that most of these mutants were not altered in axenic growth but showed enhanced sensitivity to reactive oxygen species (ROS). Furthermore, our results showed that effectors and ROS scavengers have inverted dynamics during plant infection, consistently with the biphasic hemibiotrophic growth of L. maculans. Also, 42 genes targeted by the T-DNA in these mutants were recovered and dissected. This catalogue allowed us to identify a series of promising mutants for further functional studies. Based on this screening, six mutants were subjected to further analyses but only two reached sufficient advance for hypothesis building. In mutant µ1165, the T-DNA targeted a ribosomal protein S17 (LmRPS17), a downstream component of target of rapamycin complex 1 (TORC1) pathway. Our preliminary results suggested that TORC1 is a potential a target of LmRPS17. Also, biotrophic growth is probably tuned by TORC1 via Super oxide dismutase 2 (SOD2). In mutant µ444, the T-DNA targeted a retroviral-like element LmHyp1 widely conserved among ascomycetes. Our results suggest that LmHyp1 probably acts as a regulatory element during plant infection as its cleavage by the antiretroviral defences is hypothesized to generate siRNAs that silences distant genes. Work on these mutants is in progress.

Research objective: To assess species ratio of L. maculans and L. biglobosa during oilseed rape growing season and determine the response of oilseed rape plants to L. maculans and L. biglobosa infection. Experimental objectives: 1. To investigate seasonal dynamics of Leptosphaeria spp. ascospore release and investigate species composition of L. maculans and L. biglobosa ascospores in spore samples using real time PCR. 2. To assess the occurrence of L. maculans and L. biglobosa on different Brassicaceae plants (B. napus var. oleifera, B. oleracea var. capitata and B. oleracea var. italic). 3. To investigate species diversity of L. maculans and L. biglobosa in the population using molecular markers. 4. To assess dynamics of blackleg sympthoms after inoculation with L. maculans and L. biglobosa and identify differentially expressed genes in oilseed rape. / Tyrimų tikslas: nustatyti L. maculans ir L. biglobosa rūšių santykį rapsų vegetacijos metu, bei identifikuoti diferenciškai ekspresuojamus rapsų augalų genus L. maculans ir L. biglobosa infekcijos metu. Tyrimų uždaviniai: 1. Ištirti Leptosphaeria spp. aukšliasporių plitimo dėsningumus bei L. maculans ir L. biglobosa rūšių santykį grybo populiacijoje rapsų vegetacijos metu iš aukšliasporių panaudojant tikrojo laiko PGR su rūšims specifiniais pradmenimis. 2. Nustatyti L. maculans ir L. biglobosa rūšių paplitimą ant įvairių bastutinių šeimos augalų rūšių (Brassica napus var. oleifera, B. oleracea var. capitata, B. oleracea var. italica). 3. Molekulinių žymeklių pagalba įvertinti L. maculans ir L. biglobosa rūšių skirtingumą ir izoliatų giminingumą rūšies viduje. 4. Ištirti fomozės požymių dinamiką po rapsų augalų užkrėtimo L. maculans ir L. biglobosa piknosporomis (dirbtinio užkrėtimo sąlygomis šiltnamyje), bei identifikuoti diferenciškai ekspresuojamus rapsų augalų genus L. maculans ir L. biglobosa grybų piknosporomis užkrėstuose augaluose.

To improve understanding of the effectiveness of host resistance against Leptosphaeria spp., three aspects of effectiveness of resistance were investigated. With focus on the major Rlm-mediated resistance against L. maculans, changes in effectiveness of Rlm7-mediated resistance to prevent initiation of disease epidemics at the leaf spot stage were investigated in winter oilseed rape field experiments at five sites in the UK over the period with the cropping seasons 2009/2010 - 2013/2014. L. maculans isolates virulent against Rlm7 were identified in the UK. This may be associated with observed changes in lesion phenotypes on the Rlm7 cultivars in field conditions. However, despite increased severity of phoma leaf spotting on Rlm7 cultivars, there was no associated increase in phoma stem canker severity at the end of the cropping seasons. The effectiveness of winter oilseed rape cultivars for control of phoma stem canker (caused by L. maculans or L. biglobosa) was affected by the coexistence of the two Leptosphaeria species in oilseed rape crops. Weather conditions influenced ascospore release of both species and favoured L. biglobosa ascospore release in 2011, resulting in subsequent increased L. biglobosa phoma leaf spotting and stem canker severity. However, coexistence of Leptosphaeria spp. on oilseed rape crops was affected by the cultivar resistance against L. maculans. CE experiments showed that there were interactions between the two Leptosphaeria spp. in planta. Their coexistence on B. napus was influenced by the different host responses that they trigger during host colonisation. Effects of increased temperature on effectiveness of resistance against L. maculans and on severity of symptoms by Leptosphaeria spp. on B. napus were investigated. Increased temperature affected both Rlm4- and Rlm7-mediated resistance, when assessed by phenotypic and molecular techniques. Increased temperature was associated with increased symptom severity, for both L. maculans and L. biglobosa lesions on plants. Cultivar quantitative resistance background increased effectiveness of resistance against phoma stem canker pathogens at increased temperature and should be deployed in in strategies for adaptation to climate change to avoid increased phoma stem canker epidemics in the future.

Le dessèchement précoce du tournesol résulte d'une infection de bas de tige par Phoma macdonaldii qui provoque une nécrose encerclante et un rétrécissement du diamètre du collet. Cette attaque entraine une sénescence foliaire brutale occasionnant des pertes dommageables pour la culture. Des contaminations artificielles par des spores ou du mycélium de P. macdonaldii ont permis de reproduire artificiellement des pieds secs et confortent l'implication de ce champignon dans ce syndrome. Dans un contexte où la protection chimique et la résistance variétale sont limitées, la maîtrise de P. macdonaldii par le contrôle cultural pourrait constituer une alternative efficace. Des essais au champ et en serre menés de 2006 à 2009 à l'INRA et au Cetiom ont permis de mettre en évidence l'importance de la conduite de culture du tournesol sur la fréquence et la gravité du dessèchement précoce et de mieux comprendre l'étiologie de ce syndrome. Une alimentation azotée importante, un peuplement dense et à un régime hydrique limitant en post floraison forment trois facteurs particulièrement favorables au développement du syndrome de desséchement précoce attribué à P. macdonaldii. L'alimentation azotée, au travers de la fertilisation, est le principal facteur favorisant la maladie ; le régime hydrique limitant et la densité de peuplement amplifient la maladie. Le faible diamètre de bas de tige (sous de fortes densités) associé à la prolifération du champignon dans le xylème (azote), occasionnerait une réduction de la conductance hydraulique par obstruction des vaisseaux. Amplifiée lorsque la disponibilité en eau du sol est limitante, cet arrêt de la transpiration se traduit par une sénescence anticipée de 40 jours par rapport à la maturité physiologique de peuplement sains. / Sunflower premature ripening results from an infection by Phoma macdonaldii causing lesions girdling the stem base and narrowing the diameter of the collar. This attack induces a sudden leaf senescence damaging for the culture. Artificial inoculations with spores or mycelium of P. macdonaldii aimed to reproduce the disease and confirm the involvement of this fungus in this syndrome. In a context where chemical protection and plant resistance are limited, control of P. macdonaldii by cultural control could be an effective alternative. Field and greenhouse trials conducted from 2006 to 2009 at INRA and Cetiom showed the importance of sunflower crop management on the frequency and severity of early drying, and better understand the etiology of this syndrome. A significant nitrogen supply, a dense population and a limited water regime postflowering are particularly conducive to premature ripening. Nitrogen supply is the main factor favoring the disease; limited water regime and density amplify the disease. The small stem base diameter (under high densities) associated with the proliferation of the fungus in the xylem (nitrogen), may reduce hydraulic conductance by vessel blockage. Amplified when soil water availability is limiting, this stop of the transpiration leads to early senescence 40 days before physiological maturity of healthy plants.

Le phoma (Phoma macdonaldii / Leptosphaeria linquistii) et le phomopsis (Phomopsis / Diaporthe helianthi) sont deux champignons pathogènes majeurs du tournesol. Dans un contexte d’objectif de réduction de la lutte chimique, une meilleure compréhension des interactions peuplement-agents pathogènes-environnement-conduite de culture est nécessaire. Des essais menés au champ et en serre à Auzeville en 2010 et 2011 ont permis de décomposer les effets de la conduite de culture du tournesol sur l’apparition et le développement des deux maladies. Les variables clés de l’architecture des plantes en peuplement et du microclimat, modifiées par la conduite de culture (choix variétal, densité de semis, fertilisation azoté, irrigation) ont été décrites et mises en relation avec les composantes de la maladie. Ainsi, pour le phomopsis, le rôle déterminant du microclimat résultant du niveau de développement de la couverture foliaire lors des phases initiales d’infection a été confirmé. La taille des feuilles et le diamètre des tiges sont des caractères déterminants de la progression des dégâts sur feuille et tige. Les conséquences des attaques de phomopsis sur feuille en termes de mécanismes de nuisibilité ont été analysées finement et modélisées. Pour le phoma, le rôle du statut nutritionnel azoté dans la progression des attaques sur tige et collet a été confirmé. La fonction régulatrice du phoma vis-à-vis des attaques de phomopsis sur feuille a été quantifiée. Sur le plan de la modélisation, plusieurs approches ont été menées : (i) Evaluation de la qualité prédictive d’Asphodel, modèle épidémiologique prévoyant les émissions de ascospores de Phomopsis ; application à différentes conduites de culture et extension au phoma pour la partie inoculum primaire ; (ii) développement d’un modèle prédictif de l’incidence du phoma prenant en compte les effets climatiques, microclimatiques et agronomiques ; (iii) proposition d’une modélisation conceptuelle des interactions plante-agent(s) pathogène(s)-environnement-conduite de culture. Ce travail pourra, à terme, contribuer à la conception de stratégies de gestion des principales maladies du tournesol, à l’échelle de la parcelle ou du territoire. / Phoma (Phoma macdonaldii / Leptosphaeria linquistii) and phomopsis (Phomopsis / Diaporthe helianthi) are two major sunflower fungal diseases. In a context of reduction of pesticides, a better understanding of the interactions between crop canopy, pathogens, environment and cropping practices is needed. Field and greenhouse experiments set up at Auzeville in 2010 and 2011 allowed to dissect the impact of sunflower crop management on disease appearance and development. Key variables of plant architecture and microclimate, modified by cropping practices (variety choice, sowing density, nitrogen fertilization, irrigation) were described and related to disease components. Thereby, for phomopsis, the key role of microclimate resulting from the level of development of leaf area during the initial stages of infection was confirmed. Leaf length and stem diameter are key characters for necrosis progression on leaf and stem. The impact of phomopsis leaf infection in term of damage mechanism was analysed and modelled. For phoma, the effect of nitrogen nutrition status on necrosis progression on stem and stem base was confirmed. The regulatory function of phoma towards phomopsis leaf infection was quantified. In terms of modelling, several approaches were developed: (i) evaluation of the predictive quality of Asphodel, an epidemiological model predicting Phomopsis ascospore release; application to different cropping practices and extension to phoma for primary inoculum; (ii) development of a predictive model for phoma incidence taking into account the climatic, microclimatic and agronomic effects; (iii) proposal of a conceptual model of the interactions between crop canopy, pathogens, environment and cropping practices. This study could contribute to the design of integrated management strategies for the main sunflower diseases, at field or at territory scale.

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