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Accueil > Equipes de Recherche > Diversité et adaptation des bactéries phytopathogènes

Diversité et adaptation des bactéries phytopathogènes

Responsable : LAVIRE Céline

Co-Responsable : VIAL Ludovic

Personnels permanents

BERTOLLA Franck Maitre de Conférences, UCB
CHAPULLIOT David Technicien, INRA
DORÉ Jeanne Assistant Ingénieur, CNRS
GAILLARD Vincent Assistant Ingénieur, UCB
HAICHAR Zahar Maître de Conférences, UCB
KAHN Daniel Directeur de Recherche, INRA
KERZAON Isabelle Maître de Conférences, UCB
LAVIRE Céline Maître de Conférences, UCB
NESME Xavier Ingénieur de Recherche, INRA
VIAL Ludovic Maitre de Conférences, UCB

Personnels non permanents

BARRETO Samuel Doctorant (2016-2019)
GALLAND William Doctorant (2016-2019)
LECOMTE Solène Doctorante (2016-2019)
MIRABEL Laurène Technicienne
MORINIERE Lucas Doctorant (2017-2020)
PADILLA Rosa Doctorante (2015-2018)

Présentation

Les populations de bactéries telluriques présentent une grande diversité, formant des guildes composées d’espèces étroitement apparentées exploitant en même temps, de la même manière et au même endroit une ressource commune. Ceci distingue les phytopathogènes du sol des hôtes des parties aériennes dont les populations sont transmises de manière quasi clonale de lésion en lésion. L’accès à un très grand réservoir de diversité confère aux bactéries telluriques un fort potentiel adaptatif avec des conséquences importantes sur la persistance dans le sol et la pathogénie. L’enjeu est de comprendre comment des espèces aussi étroitement apparentées coexistent, échangent des informations génétiques et se perpétuent.

L’équipe travaille sur les modèles Agrobacterium spp. et Ralstonia solanacearum (Rs) dont les capacités d’évolution sont liées à la conjugaison et à la transformation naturelle. De façon unique, la pathogénie des agrobactéries est déterminée par un plasmide accessoire, pTi ou pRi, facilement transmissible par conjugaison aux bactéries indigènes du sol qui deviennent en retour pathogènes. La compétence naturelle de R. solanacearum lui permet d’incorporer à son génome de très grands fragments d’ADN avec pour conséquence une possibilité de modification très rapide des propriétés pathogènes des bactéries transformantes.

L’originalité de nos recherches repose sur la validation de l’idée que l’espèce bactérienne résulte de l’adaptation ancestrale à une niche écologique spécifique. Un concept d’espèce écologique pouvant ainsi être associé à la définition ‘génomique’ de l’espèce actuellement en cours chez les bactéries (Stackebrandt et al. 2002 Int J Syst Evol Microbiol 52:1043), nos travaux apportent une contribution étayée au débat scientifique international sur la notion d’espèce chez les procaryotes. Pour arriver à ce résultat, nous avons capitalisé sur la connaissance et l’analyse exhaustive de la diversité taxonomique et fonctionnelle d’Agrobacterium spp., nous donnant de fait une position de leader international de la systématique de ce taxon. Au niveau international, notre originalité repose également sur notre maîtrise de la compétence naturelle de R. solanacearum et de la mise en évidence du rôle de cette propriété dans l’évolution rapide de ce pathogène.
Nos recherches sont structurées en deux thèmes : (i) diversité des populations bactériennes, et (ii) facteurs structurant la diversité.

Axes de recherche

Axe 1. Diversité des populations

L’équipe s’intéresse à la diversité des populations bactériennes du sol associées à la plante pour des raisons de suivi épidémiologique en réponse à des cas concrets de maladie et pour comprendre les modalités de dissémination et de persistance des pathogènes dans le milieu. Ce travail a été conduit chez les agrobactéries, agents de la Galle-du-Collet, la phytobactériose la plus répandue en France métropolitaine où elle affecte principalement les filières de production de végétaux ligneux (filière fruitière, rosier, vigne...) et troisième du ‘top 10’ mondial (Mansfield et al. 2012 Mol Plant Pathol 13:614). Bien qu’il soit courant de dire que la Galle-du-Collet est causée par Agrobacterium tumefaciens, cette assertion est inappropriée pour des raisons de nomenclature et d’étiologie. En effet, plus d’une espèce et plus d’un genre causent la maladie. Celle-ci est en outre exclusivement provoquée par des bactéries qui hébergent un plasmide Ti (pour tumor inducing) qui est de fait le véritable déterminant de la pathogénie. Ce plasmide est accessoire et – heureusement pour l’agriculture – très rarement présent dans le microbiote tellurique. Par contre, son transfert par conjugaison à d’autres bactéries rend ces dernières pathogènes. C’est donc à la fois au niveau de l’agent causal de la maladie (i.e. le pTi) et de son vecteur réel ou potentiel (i.e. les agrobactéries) que doit être analysée la diversité des agents étiologiques de la Galle-du-Collet.

Axe 2. Facteurs structurant la diversité

L’équipe s’est donné pour objectif d’identifier et d’analyser les déterminants génétiques impliqués dans les réponses adaptatives ayant un effet majeur sur la diversité des microbiotes. Nos recherches visent à identifier sans a priori les adaptations permettant aux espèces d’échapper à la compétition inter-spécifique et donc de coexister dans des communautés riches et diversifiées. Ces travaux sont en relation avec le questionnement actuel sur la notion d’espèce chez les bactéries. Alors que la définition de l’espèce bactérienne au sens génomique ou phylogénétique est opérationnelle et conduit aisément à leur distinction, il manque un concept biologique qui explique leur genèse en entités distinctes. En réponse à cette demande de la communauté scientifique (Stackebrandt et al. 2002 Int J Syst Evol Microbiol 52:1043), nous avons exploré deux hypothèses. L’une fait intervenir l’isolement sexuel des espèces causé par la baisse du taux de recombinaison homologue entre séquences d’ADN divergentes. L’autre, en relation avec la l’idée que les taxons bactériens sont des ‘écotypes’ (Cohan 2006 Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1985), suppose que les espèces ont des niches écologiques propres issues d’adaptations ancestrales qui permettent aux descendants d’échapper à la compétition inter-spécifique. Ces travaux nous ont conduits à examiner le rôle de la plante et de la structure du génome bactérien dans l’adaptation des espèces, au travers de différents questionnements :

  • Sexualité et homogénéité génomique des espèces
  • Spécialisation écologique des espèces et niche écologique spécifique d’A. fabrum
  • Rôle de la plante dans le recrutement du microbiote racinaire
  • Structure du génome et adaptation
  • Facteurs structurants non-adaptatifs

Bibliographie :

2019



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2018



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2017



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2016



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