Notre Equipe
Bernard DUMAS
DR CNRS Responsable Equipe
Marie-thérèse ESQUERRE-TUGAYE
Profeseur Emérite
Elodie GAULIN
Maître de Conférences
Laurent CAMBORDE
Ingénieur d'Etudes CNRS
Maryam Hashemi
Doctorante
Marion Hortala
IE CDD
Andreï Kiselev
Doctorant
Moustafa Khatib
Post-doctorant
Anciens membres
Research Topics
Les interactions entre les plantes et les microorganismes peuvent conduire à des maladies dont les plus dommageables sont causées par les champignons filamenteux et des organismes apparentés appelés oomycètes. Nos travaux sont centrés sur la recherche des signaux à l’interface entre les plantes, les champignons et les oomycètes (Aphanomyces) pathogènes. La légumineuse Medicago truncatula a été choisie comme plante modèle pour ces études. L’objectif est de fournir les clés de nouvelles stratégies phytosanitaires.
Nos recherches sont organisées en deux volets complémentaires qui abordent :
– L’étude de molécules microbiennes appelées effecteurs, dont la fonction contribue au pouvoir pathogène ou à l’élaboration des structures des surfaces des microorganismes, et dont la perception induit des réactions de défense dans les plantes.
– L’identification des déterminants génétiques impliqués dans la perception des parasites et la mise en place des réactions de défense chez la plante hôte.
Thèmes de Recherche
La légumineuse modèle Medicago truncatula est particulièrement adaptée à l’étude des interactions qui se mettent en place au niveau de ses racines avec des microorganismes pathogènes ou symbiotiques. Au cours des dernières années, l’équipe a développé différentes approches et méthodologies, fondées sur l’exploitation des ressources génomiques et génétiques disponibles pour cette plante afin
1- d’étudier le déterminisme génétique de la résistance quantitative à Aphanomyces euteiches, principal parasite du pois en France et en Europe.
2- d’analyser les connections qui peuvent exister entre immunité et symbiose chez les légumineuses.
3- d’identifier des traces génétiques de sélection dans le génome reflétant son adaptation aux interactions racinaires avec les différents types de microorganismes.
- D’identifier les mécanismes du pouvoir pathogène d’Aphanomyces euteiches par des approches de génomique comparative et d’analyses moléculaires
Connections immunité-symbioses chez Medicago truncatula.
Dans leur milieu, les légumineuses peuvent être hôtes de symbiotes et/ou de parasite, successivement ou simultanément. Les deux types d’interactions donnant des réponses opposées (respectivement acceptation et rejet des microorganismes), plusieurs questions peuvent se poser.
Comment la plante fait-elle pour distinguer « amis ou ennemis » parmi les microbes dont la nature ou les signaux moléculaires émis sont proches ? Y-a-t-il des acteurs moléculaires communs utilisés par la plante en conditions symbiotiques ou pathogènes ? La présence d’un des types de microorganismes dans la plante modifie-t-elle les réponses de celle-ci vis-à-vis de l’autre catégorie de microbe, à la fois sur un plan local mais également de manière systémique?
Pour ces différentes questions, plusieurs résultats ont été obtenus dans l’équipe et/ou sont en cours d’analyse dans le cadre des projets ANR « NICE CROPS » (2015-2018) et « PSYCHE » (2017-2020). Ainsi le phénotypage avec A. euteiches (ou d’autres agents pathogènes) et l’analyse transcriptomique de mutants de symbiose infectés ont permis de montrer que le gène NFP (codant pour un des récepteurs putatifs des facteurs Nod) régule positivement la résistance de la plante. Inversement, le facteur de transcription MtNFY-A1 impliqué notamment dans la régulation du développement des nodosités, ainsi que le récepteur de cytokinines MtCRE1, sont tous deux des régulateurs négatifs de l’immunité. Des analyses GWAS sont en cours pour identifier les gènes de la plante impliqués dans la perception/réponse des différents signaux microbiens de nature chitooligosaccharidique.
Génétique de l’adaptation des plantes aux microorganismes racinaires
L’architecture génétique de la réponse des plantes aux microorganismes racinaires (pathogènes ou symbiotiques) présente une complexité qui peut être associée d’une part à une longue histoire de coévolution et d’autre part à des dynamiques probablement plus récentes liées aux changements environnementaux. Dans le but d’améliorer notre compréhension du déterminisme génétique de l’adaptation des plantes aux microorganismes racinaires, nous avons mis en place des approches génétiques à haut-débit de « Genome-Wide Association Studies » (GWAS) et de génomique des populations aux travers de « Selection Scans », à l’aide de données massives de polymorphismes SNP disponibles chez Medicago truncatula.
Le nombre et la complexité des acteurs génétiques interagissant chez les plantes pour aboutir à des réponses adaptées dans le contexte des interactions avec les microorganismes nous ont amenés à développer de nouvelles approches de génomique des populations afin d’identifier des réseaux de gènes coadaptés, en exploitant la signature génétique de la sélection sur les interactions entre gènes, à l’aide de données SNP. Suite à la phase de développement théorique actuel dans le cadre du projet ANR “DeCoD” – (2017-2021), ces méthodes pourront ensuite être appliquées à des données SNP à l’échelle du génome chez Medicago truncatula, et potentiellement à d’autres espèces de plantes.
Publications
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Theses
Thèses en cours
M. Hashemi Effect of mycoparasite and root endophyte Pythium oligandrum on plant root-microbe interactions
A. Kiselev Molecular mechanisms of the interaction of the oomycete Aphanomyces euteiches with its environment and its plant host
C. Nicolle Rôle des Streptomyces racinaires dans le fonctionnement du microbiote racinaire
Thèses soutenues
L. Camborde (2020) Caractérisation fonctionnelle e différents effecteurs candidats de l’oomycète Aphanomyces euteiches, parasite racinaire des légumineuses
C. Faure (2020) Mécanismes cytologiques et moléculaires du pouvoir pathogène de Pythium oligandrum, oomycète mycoparasite
D. Gayrard (2020) Activités stimulatrices des défense de plantes et antifongique d’une souche de Streptomyces sp. utilisée en tant qu’agent de biocontrôle
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