ED Sciences et environnements
Développement du biocontrôle du mildiou de la vigne à l'aide de communautés microbiennes synthétiques (syncoms)
par Aarti JASWA (SAVE - Santé et Agroécologie du VignoblE)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Amphithéâtre Colette & Josy Bové - Bâtiment B2, Centre INRAE Bordeaux-Aquitaine, 71 Avenue Edouard Bourlaux, 33140 Villenave d'Ornon
devant le jury composé de
- Thibault NIDELET - Directeur de recherche - INRAE Centre Occitanie-Montpellier - Rapporteur
- Michele PERAZZOLLI - Associate Professor - University of Trento - Rapporteur
- François DELMOTTE - Directeur de recherche - INRAE - Examinateur
- Juliana ALMARIO - Chargée de recherche - Université Claude Bernard Lyon 1 - Examinateur
- Stéphanie CLUZET - Professeure - Université de Bordeaux - Examinateur
- Corinne VACHER - Directrice de recherche - INRAE - Directeur de these
- Sophie TROUVELOT - Maîtresse de conférences - Université de Bourgogne Europe - Examinateur
- Guilherme MARTINS - Ingénieur de recherche - Bordeaux Sciences Agro - CoDirecteur de these
Le mildiou, causé par l'oomycète Plasmopara viticola, est l'une des maladies les plus destructrices en viticulture. Le rôle des communautés microbiennes associées à la vigne dans la régulation des agents pathogènes est devenu un axe majeur de la gestion des maladies, faisant du biocontrôle microbien une stratégie prometteuse pour une viticulture durable. Les produits de biocontrôle commerciaux à souche unique présentent une efficacité variable, souvent influencée par les conditions climatiques qui peuvent affecter la colonisation et la survie des souches. Une alternative consiste à utiliser des communautés microbiennes synthétiques (SynComs). En combinant plusieurs souches de biocontrôle capables d'interagir entre elles et avec le microbiote résident, les SynComs peuvent favoriser la colonisation et la survie de l'inoculum, offrant une alternative aux limites des souches individuelles. L'étude des SynComs permet de mieux comprendre les propriétés des communautés microbiennes responsables de l'efficacité du biocontrôle, ainsi que les interactions plante-microbe et microbe-microbe. L'objectif de cette thèse est d'utiliser une approche SynCom pour mieux comprendre les interactions entre P. viticola et le microbiote foliaire, afin de concevoir des consortiums microbiens efficaces en biocontrôle. Pour cela, nous avons constitué une collection de micro-organismes foliaires de la vigne (bactéries, levures et champignons filamenteux) via une approche « culturomique » sur un milieu à base d'extrait de feuilles de vigne. Nous avons ensuite conçu une SynCom inter-règnes (n = 42), représentative des communautés foliaires naturelles. La SynCom totale, ainsi que plus d'une centaine de sous-ensembles dérivés de la SynCom, ont été confrontées à P. viticola sur des disques foliaires pour (i) caractériser son mode d'action via l'analyse de la colonisation des feuilles, du métabolome et de l'expression des gènes de défense, et (ii) évaluer si l'augmentation de la diversité taxonomique et phylogénétique des sous-ensembles de SynCom améliore la colonisation foliaire et l'efficacité du biocontrôle. Des expériences en souche unique et de « drop-out » ont comparé l'efficacité des membres de la SynCom seuls ou en consortium. Enfin, la SynCom totale a été appliquée en parcelles expérimentales pour tester sa capacité à coloniser les feuilles et contrôler le mildiou en conditions agricoles. Nos résultats montrent que l'utilisation d'un milieu de culture spécialisé à base d'extrait foliaire a permis d'augmenter la cultivabilité des souches fongiques. La SynCom complète a significativement réduit la sporulation du mildiou en conditions contrôlées. Nous avons détecté des métabolites secondaires produits par les souches colonisatrices, sans observer de forte stimulation ni de priming du système immunitaire de la plante, suggérant un mode d'action principalement direct d'inhibition de P. viticola. Nous avons identifié sept souches jouant un rôle clé au sein de la communauté, dont l'exclusion entraîne la perte de la fonction de biocontrôle de la SynCom. Dans les experiences menées avec les sous-ensembles dérivés de la SynCom, une augmentation de l'efficacité du biocontrôle a été observée avec l'augmentation de la diversité fongique, mais pas bactérienne. Lors de l'essai en parcelles expérimentales, nous avons observé que les souches fongiques colonisaient mieux les feuilles de vigne que les bactéries. Enfin, la SynCom n'était pas efficace contre le mildiou, ce qui peut être expliqué par le fait que la solution d'eau physiologique utilisée pour suspendre la SynCom a provoqué des brûlures foliaires et réduit la vigueur des plantes. Ce travail constitue une première étape pour orienter et améliorer, à court terme, la conception de SynComs de biocontrôle contre le mildiou de la vigne. Les connaissances acquises grâce à l'utilisation de SynComs seront utiles, à long terme, pour le développement de produits de biocontrôle commerciaux multi-souches.