Diapositive 1

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Rapport bibliographique Master 2 GDP 2006-2007
Adaptation des champignons phytopathogènes aux
contraintes biotiques et abiotiques Etude du
fitness
Etudiant Pierre Abadie Laboratoire daccueil
Inra Bordeaux, UMR Santé Végétale Responsable
Marie-France Corio-Costet
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Introduction

• Milieu de vie des êtres vivants environnement
  variable
• Pressions sélectives auxquelles sont soumis les
  champignons phytopathogènes
• ? biotiques de la part de lhôte et/ou des
  autres champignons
• ? abiotiques de la part de lenvironnement
  (fongicides)
• ? Nécessité de sadapter
• Fitness dun individu succès reproductif face
  à lensemble des pressions sélectives
• Le fitness reflète donc ladaptation dun
  organisme à son environnement

Plasmopara viticola
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Problématique

• Méthodes de lutte principales sélection
  variétale et lutte chimique
• Limites contournement de résistance et
  résistance aux fongicides
• Etudes principalement focalisées sur les
  mécanismes de virulence
• Comment les populations de pathogènes évoluent
  et sadaptent?

Quels sont les apports de létude du fitness des
champignons phytopathogènes à la compréhension
des maladies et de leur évolution?
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Plan de lexposé

• Définitions et mesures du fitness
• Le fitness dans la relation hôte-pathogène
• Le fitness et la résistance aux fongicides
• Présentation et objectifs du sujet de stage

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• Définitions et mesures du fitness

1. Définition du fitness

• Définition universelle délicate
• - Fitness dun individu/gène/allèle/population/
  ?
• - Fitness à léchelle dune génération / à plus
  long terme?
• - Notion de fitness en génétique des
  populations/épidémiologie/microbiologie/?
• Fitness succès reproductif, capacité à
  survivre et à se multiplier
• Fitness valeur sélective (w) viabilité x
  fertilité
• Caractère phénotypique sous contrôle génétique
  et environnemental
• Caractère héritable

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• Définitions et mesures du fitness

2. Comment mesurer le fitness des champignons?

• Difficultés expérimentales liées à létude des
  champignons
• Limites du mycélium?
• Définition dune espèce?
• Mode de reproduction?

Penicillium sp. (x560)
Aspergillus flavus
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• Définitions et mesures du fitness

2. Comment mesurer le fitness des champignons?

• Mesure la plus simple du fitness
• Mesure du fitness de Malthusian
• Le plus adapté à létude des champignons calcul
  dun indice de fitness, dont les paramètres
  dépendent des possibilité expérimentales

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• Le fitness dans la relation hôte-pathogène

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• Le fitness dans la relation hôte-pathogène

Fitness et spéciation

• Chez Phytophthora infestans

Existence dune différence de fitness Des
analyses génétiques montrent une différenciation
génétique supposée conduire à la spéciation
(Daprès Lebreton, 1999)
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• Le fitness et la résistance aux fongicides

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• Le fitness et la résistance aux fongicides

1. Fitness et évolution de la résistance
3 mutations successives conférant meilleur
fitness en présence du fongicide (augmentation de
la résistance au fluconazole)
Sélection directionnelle des individus au
meilleur fitness Fitness résultat direct et
mesurable de la sélection naturelle
(Daprès Anderson, 2005)
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• Le fitness et la résistance aux fongicides

2. Le coût de la résistance

• En labsence de fongicide lacquisition de la
  résistance a-t-elle un  coût  (? fitness)?
• Mise en évidence de lexistence dun coût de la
  résistance test de compétitivité

Mélange de souches de P. infestans sensibles ou
résistantes au métalaxyl en absence de métalaxyl
Disparition des souches résistantes en 8 cycles
On peut détecter in vitro un coût de la
résistance
50R 50S
10R 90S
(Daprès Kadish, 1988)
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• Le fitness et la résistance aux fongicides

2. Le coût de la résistance

• Comment expliquer le maintien in natura des
  souches résistantes?
• ? Les souches résistantes peuvent-elles
  améliorer leur fitness?

• Expérience dévolution in vitro chez Aspergillus
  nidulans

 gain  de la résistance!
Coût de la résistance initial
Les souches évoluent vers une diminution du coût
de la résistance
Nouvelles mutations améliorant le fitness
(Daprès Schoustra, 2006)
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• Présentation et objectifs du sujet de stage

Contexte scientifique
Cycle biologique de Plasmopara viticola

• Straménopiles (algues brunes)
• Oomycètes, parasite biotrophe
• Introduction en 1878

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• Présentation et objectifs du sujet de stage

Contexte scientifique
Famoxadone QoI appliqué massivement depuis 1996
Espace intermembranaire mitochondrial
site Qo
H
H
H
Cytc
Q
3
2
1
½O2 2H
NADH H
H2O
NAD
Matrice mitochondriale
Transport déléctrons
Complexe I
1
Cytochrome bc1 (complexe II)
2
Cytochrome oxydase (complexe III)
3
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• Présentation et objectifs du sujet de stage

Contexte scientifique

• Apparition rapide de souches résistantes
• Mutations SNPs (ex G143A) au niveau du gène
  mitochondrial du cytochrome b
• Objectif général acquisition de connaissances
  sur la dispersion et le maintien des souches
  résistantes en conditions naturelles

Lobjectif de mon stage consistera à étudier le
fitness et la compétitivité de souches de P
viticola sensibles ou résistantes aux fongicides
QoIs
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• Présentation et objectifs du sujet de stage

Objectifs et méthodes

• 1er axe caractérisation des souches

Collection disolats sensibles et résistants
CAPS (cleaved amplified polymorphism sequence)
profils microsatellites
Tests de sensibilité à des QoIs (CI50, CMI)
Caractérisation phénotypique
Caractérisation génotypique
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• Présentation et objectifs du sujet de stage

Objectifs et méthodes

• 2ème axe étude du fitness

PCR quantitative Test biologique
Temps de latence
Test dinfectiosité
Taux de sporulation
Test de compétitivité des souches R et S
Mesure du fitness des souches R et S
Détection dun éventuel coût de la résistance?
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• Le fitness dans la relation hôte-pathogène

1. Sélection naturelle et limitation du fitness

• Mutants perte de fonction
• ? Augmentation de la virulence ( hypervirulence 
  )

• Découverte de gènes danti-virulence
• Comment expliquer lexistence de ces gènes?
• Préservation de lhôte (coévolution)
• Sélection stabilisatrice éliminant les phénotypes
  extrêmes

Streptococcus pyogenes
Supposé chez champignon mais non
démontré Vérifier rôle de ptéridine reductase)