Mise en œuvre de résistances chez la vigne

Objectifs

Dans le cadre de la création de variétés de vigne résistantes aux maladies, les connaissances sur les bases génétiques et moléculaires des résistances, ainsi que sur leur interaction avec d’autres facteurs, biotiques et abiotiques, sont essentielles pour gérer de façon durable les bioagresseurs de la vigne.

Approches et moyens mis en œuvre

Identification de sources de résistance et étude des bases génétiques des résistances par cartographie génétique

Après avoir identifié des génotypes résistants aux maladies, leur croisement avec des génotypes sensibles donne lieu à des populations de ségrégation dont le phénotypage et le génotypage permet de :

• connaitre les bases génétiques de la résistance
• cartographier les gènes de résistance
• définir des marqueurs moléculaires qui seront utilisés pour la sélection assistée par marqueurs (SAM) pendant le processus d’introgression et création variétale

Ces approches sont utilisées dans le cas des résistances aux maladies cryptogamiques (mildiou, oïdium, black rot) et au virus du court-noué.

Diversification des mécanismes de résistance : recherche de gènes de résistance récessifs

Tous les gènes de résistance au mildiou et à l’oïdium dont les bases génétiques ont été identifiées sont des gènes dominants cartographiés sur des régions du génome correspondant à des clusters de gènes de résistance du type NLR (NOD-Like Receptor). Les produits des gènes de type NLR reconnaissent des protéines du pathogène et activent des réponses de défense. Par leur nature, les gènes NLR sont peu durables. La disponibilité de gènes de résistance récessifs permettrait d’envisager la construction de variétés combinant différents types de résistances, ce qui à son tour contribuerait à réduire les risques de contournement.

Deux approches sont utilisées pour rechercher des gènes de résistance récessifs. Une première basée sur l’exploitation de la diversité génétique de la vigne, soit par l’étude de la variabilité génétique de gènes candidats de résistance dans une collection d’accessions de vigne, soit par le criblage de populations d’autofécondation de variétés de vigne pour la résistance à maladies ; une deuxième basée sur la modification de gènes candidats de résistance à l’aide d’outils d’édition génique.

Analyse moléculaire de la résistance : clonage de gènes, identification des gènes Avr pour les gènes de résistance

Les gènes du pathogène dont les produits sont reconnus par produits des gènes de résistance de type de type NLR sont appelés gènes d’avirulence. L’identification et caractérisation moléculaire de couples NLR-Avr est importante d’un côté pour connaitre le mécanisme de la résistance et d’autre côté pour prédire les risques de contournement de la résistance et surveiller l’évolution de la virulence. L’identification de gènes de résistance emploie une stratégie de clonage basé sur la cartographie, pendant que la recherche de gènes Avr utilise une stratégie d’effectoromique, basée sur l’hypothèse que les gènes de résistance reconnaissent un effecteur du pathogène et que l’expression transitoire de cet effecteur dans des plantes portant le gène de résistance résulte en l’induction d’une mort cellulaire. L’effectoromique est utile pour identifier les gènes Avr correspondant à des gènes de résistance pour lesquels l’absence de souches contournantes empêche d’utiliser d’autres stratégies, comme la génétique d’association ou la cartographie génétique.

Incidence des facteurs biotiques et abiotiques sur l’efficacité des gènes de résistance aux maladies

Il a été montré chez plusieurs pathosystèmes que l’expression d’une résistance pouvait être modulée par des facteurs biotiques ou abiotiques. Chez la vigne, des hypothèses mettant en jeu des interactions entre facteurs peuvent être émises pour expliquer des variations de niveau de sensibilité à un pathogène fongique donné en fonction du niveau de nutrition azotée, de l’état sanitaire viral ou de la présence d’un autre champignon.

Personnel impliqué

Équipe GAV

• Anne ALAIS
• Marie Annick DORNE
• Vincent DUMAS
• Maria Victoria GARCIA-HERNANDEZ
• Marie-Céline LACOMBE
• Laurie MARSAN
• Raymond MASSON
• Pere MESTRE
• Alessandro PIRES-RAMOS
• Marie Christine PIRON
• Tyrone POSSAMAI
• Emilce PRADO
• Lukasz TARKOWSKI
• Aurélie UMAR-FARUK
• Sabine WIEDEMANN

Équipe GMV

• Camille RUSTENHOLZ
• Amandine VELT

Équipe ViVe

• Gérard DEMANGEAT
• Samia DJENNANE
• Claude GERTZ
• Olivier LEMAIRE
• Sophie VERDUN

Sources de financement

Département BAP d’INRAE

VITAE : Cultiver la vigne sans pesticides : vers des socio-écosystèmes viticoles agroécologiques

• Financeurs : Programme Prioritaire de Recherche Cultiver et Protéger Autrement (PPR-CPA)
• Durée : 2021-2026
• Contact : Pere Mestre

GrapeBreed4IPM : L'innovation variétale comme levier de lutte intégrée contre les ravageurs en viticulture

• Financeur : Horizon Europe
• Durée : 2024-2028
• Contact : Komlan Avia

Résultats obtenus

• Identification d’un premier gène de résistance au virus du court noué (Djennane et al, 2021). L’identification d’un gène de résistance récessif au virus du court noué dans la variété Riesling c’est une première chez la vigne et ouvre la porte à l’utilisation de la résistance génétique pour combattre cette maladie.
• Identification d’un QTL de résistance à l’oïdium chez V. vinifera (Possamai et al, 2021). Contrairement à des gènes de résistance identifiés dans d’autres espèces, l’identification d’un gène de résistance à l’’oïdium chez une variété de V. vinifera permet son intégration rapide dans les programmes de création variétale.
• Identification du répertoire d’effecteurs de P. viticola et caractérisation fonctionnelle (Combier et al, 2019 ; 2021). Nous avons mis en évidence l’existence d’une classe d’effecteurs chez P. viticola qui est caractéristique des oomycètes biotrophes obligatoires, aussi nommés downy mildews.