Métabolisme carboné en condition de stress chez la vigne
Essaid Ait Barka&
Nathalie Gaveau-Vaillant
Journées RVVS 1-2 Juillet 2013
Stress Biotique
(agent pathogènes,…)
Stress Abiotique
(pesticides, froid,..)
Sofia 13th December 2008
Stimulation des Défenses Naturelles
Elicitation & Lutte Biologique
Caractérisation Physiologique et Moléculaire
Caractérisation Physiologique et Moléculaire
Stilbènes
Métabolisme secondaire
Protéines PR, expression gènes
Mécanismes de défenses
Métabolisme primaire
Photosynthèse, Respiration
Processus photochimiques, Pigments
Métabolisme carboné, Relations source-puits, flux
Polyamines
J J JA AMMF S O N
Réserves
floraison
véraison
déourrement
Mobilisation des
réserves
Photosynthèse
Restauration des réserves
Photosynthèse
Equilibre carboné dans la
plante
Période de floraison
CIVC 02 Février 2009
Botrytis modifie le métabolisme de l’inflorescence de la vigne
Transport des photo-assimilats
Mobilisation des réserves
FeuilleInflorescence
L’inflorescence distribue 60% de ses photo-assimilats (Vaillant-Gaveau et al. 2011)
Il existe une relation entre la composition glucidique et le développement reproducteur de la vigne (Lebon et al. 2008)
1/ Le pathogène perturbe le métabolisme glucidique de la plante à son avantage (augmente la demande en assimilats)
2/ La plante doit réorganiser ses flux de carbone (pour lutter contre le pathogène ?)
Hypothèse : Après l'attaque par Botrytis cinerea, il y aurait une régulation coordonnée de l’expression des gènes de défenses, stimulation des organes source et des gènes de photosynthèse (hexoses, phytohormones …)
Export Import
?
Moléculesignal ?
↗ Photosynthèse nette et activité PSII
Accumulation de glucose, saccharose et
d’amidon
de ressourcescarbonnées Etablissement et
croissance du pathogène
↗ DéfensesInfection de
l’inflorescencepar Botrytis
Pinot noir
feuille
(Ait Barka et al., 2000 & 2002 ; Compant et al., 2005, 2007 & 2008)
Interaction vigne & B. phytofirmans
Colonisation du système racinaire Pénétration puis diffusion vers la tige
Xylem
endoglucanase
polygalacturonase
Burkholderia phytofirmans PSJN
ou
Souche PsJN Inflorescence (vaisseau)
au bout de 4 à 6 semainesprocessus de pénétration difficile à contrôler…..
Effets bénéfiques de B. phytofirmans chez la vigne
Souche PsJN
ou
Souche PsJNEffet Protecteur
B. cinereaBasses températures (4°C)
Stress abiotique Stress biotique
Effet PGPR
promotion de croissancePsJN Témoin
(Ait Barka et al., 2000; 2002 ; 2006)
B. phytofirmans souche PsJN induit
une augmentation de la PS et de la croissance
une mobilisation du métabolisme carboné (accumulation d’amidon)
une accumulation de la proline
0
5
10
15
Mannose Glucose Fructose Sucrose GalactinolRaffinose Maltose
µmol
.g-1
FW
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
µmol
.g-1
FW
Avant le traitement, les concentrations des sucres solubles est supérieure au niveau des
plants bactérisés
Fernandez et al., MPMI (2012)
Mime/accélère l’acclimatation au froid
0
20
40
60
80
100
0 1 2 5
TS
S (
µm
ol.g
-1 F
W)
Après 1 jour à 4°C, la concentration des TSS au niveau des plants non-bacterisés est similaire à celle au
niveau des plants bactérisés avant le stress
Jours à 4°C
Impact de B. phytofirmans sur le Métabolisme carboné: Quelle démarche entreprendre?
V. vinifera
Spécifique antagonisme
B. phytofirmans
Exsudats
Induction des défenses
B. cinerea
Induction des
défense
sInfec
tion
- B. phytofirmans
- B. phytofirmans + B. cinerea (≠ niveaux d’agressivité)
- B. phytofirmans
- B. phytofirmans + B. cinerea (≠ niveaux d’agressivité) Caractériser le mode d’action de la
bactérie
Analyse des voies métaboliques impliquées dans le métabolisme carboné:
suivi de paramètres classique de la photosynthèse
Activités enzymatiques et expression de gènes (Invertases, Hexokinases, Saccharose synthase, α-amylase, β-amylase,..
Suivi de la variation en sucres (saccharose, glucose, fructose, amidon)
Caractérisation des flux de carbone,
Faire le lien entre la variation des éléments analysés et le taux d’infection par l’agent pathogène.
Feuille/ Fleur/Inflorescence/Baie
Un grand MERCI à toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à
l’avancement de ce travail ….
Christophe Clément, Cédric Jacquard, Fabienne Bailleuil, Florence Fontaine, Lucile Jacquens, Mélodie Sawicki , Parul Vatsa….
Andréas Théocharis, Olivier Fernandez, Sophie Bordiec, Stéphane Compant, …..