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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Interactions Plantes-Nématodes

L’objectif global de l’équipe, à travers divers niveaux d’études allant du gène au champ, est d’acquérir les bases scientifiques qui permettront de mieux comprendre l’interaction entre la plante et le nématode afin d’envisager de nouvelles méthodes de lutte, spécifiques, durables et respectueuses de l’environnement. Les recherches développées concernent les deux partenaires de l’interaction, à savoir : la plante avec l’étude du développement de la maladie (sensibilité) ou de la mise en place d’une résistance et le parasite avec l’analyse du pouvoir pathogène et de sa capacité d’évolution.

Positionnement du sujet

Les pesticides constituent une grave menace pour l’environnement et la santé humaine, nos concitoyens sont aujourd’hui sensibilisés et confrontés aux conséquences de leur utilisation massive au cours des 50 dernières d’années. Au sein de ces familles de molécules, les nématicides, qui mettent en jeu les matières actives les plus toxiques utilisées en agriculture, ciblent des vers microscopiques – les nématodes – ravageurs des cultures et agents pathogènes d’importance mondiale, capables d’infester tous les grands types de cultures (maraîchères, fruitières, céréalières…).
Certains nématodes, parmi les plus dommageables pour l’agriculture, présentent une adaptation parasitaire des plus originales. Leur développement dans la plante dépend de leur capacité à induire une structure nourricière constituée de cellules géantes. Cette structure nourricière altère fortement le fonctionnement normal du système racinaire et entraîne une baisse du rendement des cultures. 
Dans les années 90, le marché des nématicides a atteint plus de 540 milliards d’euros par an à travers le monde et actuellement l’interdiction progressive des nématicides chimiques fait de la lutte contre ces ravageurs un enjeu mondial. L’utilisation de la résistance naturelle des plantes constitue une alternative à développer, en termes d’efficacité et de durabilité.

Thématique générale et objectifs

Les études s'articulent autour de deux projets principaux :

  • Déterminants moléculaires de l’interaction compatible ;
  • Évolution du pouvoir pathogène des nématodes et durabilité des gènes de résistance.

Modèles biologiques étudiés

Nématodes :

  • Nématode à galles : Meloidogyne sp.
  • Nématode vecteur de virus : Xiphinema index, vecteur du GFLV (virus du court noué de la vigne)

Plantes :

  • Plante modèle : Arabidopsis thaliana
  • Plantes d’intérêt agronomique annuelles : famille des solanées (tomate, piment, etc.), ou pérennes : famille du genre Prunus (prunier, amandier, pêcher, etc.) ou espèce du genre Vitis.
Interactions Plantes Nématodes

A. Galles racinaires, symptôme de l’infection, sur racines de tomate B. Analyse génomique des stades de développement du nématodeMeloidogyne incognita. C. Test de la durabilité de résistances aux nématodes chez le piment en condition de serres. D. Protéines du nématode sécrétées par le stylet au cours du parasitisme et impliquées dans la formation des cellules géantes nourricières. E. Cellules géantes hypertrophiées (*) induites par les nématodes à galles (n). F. Cellules géantes (*) présentant plusieurs noyaux (en bleu) et de larges faisceaux de microtubules corticaux (en vert).

Originalité scientifique de l’équipe

L’équipe développe des approches multi-facettes pour comprendre l’interaction entre la plante et le nématode. Pour cela, elle dispose d’un savoir-faire et d'installations expérimentales spécifiques à la Nématologie qui lui permettent de développer des études avec un fort niveau d’originalité et d’avoir un très bon positionnement international.
En effet, la problématique de l’interaction plante-nématode aborde des questions qui touchent à plusieurs fronts de Science. Par exemple, l’étude des cellules géantes induites par le nématode concerne la biologie du développement des plantes et l’analyse des sécrétions salivaires relève de l’étude des facteurs de pathogénie d’invertébrés. Ces études répondent également à des demandes sociétales fortes comme le développement de stratégies phytosanitaires durables et respectueuses de l’environnement. 
Par ailleurs, l’équipe est à l’initiative du séquençage du génome de M. incognita en collaboration étroite avec le Génoscope et la plate-forme bioinformatique de Toulouse. L’équipe assure la coordination d’un consortium international pour l’annotation de ce génome. L’accès à ce génome devrait ouvrir de nouveaux horizons en termes de génomique comparative visant la compréhension de l’interaction avec la plante ainsi que des mécanismes d’évolution de ces nématodes. 
Enfin, l’équipe est impliquée dans un dispositif national Inra (Bordeaux, Montpellier, Colmar) visant l’obtention de vignes résistantes au GFLV sur vigne (résistante au nématode vecteur et/ou au virus).

Problématiques actuelles

  • Quels sont les mécanismes impliqués dans la sensibilité des plantes aux nématodes à galles ?
  • Quels sont les mécanismes impliqués dans le pouvoir pathogène des nématodes à galles ?
  • Comment ces nématodes parthénogénétiques (reproduction clonale) évoluent-ils en réponse à la pression de sélection des gènes de résistance de la plante ?
  • Comment évaluer et améliorer la durabilité de la résistance des plantes aux nématodes ?

Partenariat scientifique et soutien de programmes

  • Collaborations nationales : Département de Génétique et d'Amélioration des plantes (DGAP) d’Avignon et de Bordeaux, sélectionneurs privés (Sygenta, Vilmorin, ...)
  • Collaborations internationales : WUR Wageningen (NL), SCRI Dundee (Scotland), CNR Bari (I), Gent University (B), Toledo University (E), BOKU Vienna (A), NCSU Raleigh (USA), ISU Ames (USA), GU Athens (USA), MU Columbia (USA),…
  • Coordination d’un consortium international pour le séquençage du génome de M. incognita (dans le cadre du Génoscope)
  • Participation à de nombreux réseaux de collaborations importants au niveau européen (Contrats européens des 4e, 5e et 6e PCRDT) et international ("International Molecular Plant-Nematode Interaction group" qui rassemble plusieurs laboratoires américains et européens)
  • Soutien financier d’instances nationales ou internationales (ANR, Génoplante, etc.)