Caractérisation moléculaire et écologique de Polymyxa spp.

Details

Supervisors

Legrève, Anne

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences agronomiques, à finalité spécialisée

Abstract

Le genre Polymyxa regroupe des protistes telluriques endoparasites obligatoires des racines, connus comme vecteurs de virus phytopathogènes affectant des cultures majeures telles que les céréales et la betterave. Deux espèces sont décrites, P. graminis et P. betae, distinguées par leurs spectres d’hôtes. Chez P. graminis, plusieurs formes spéciales ont été associées à des hôtes, des régions, des conditions écologiques et des ribotypes distincts. Toutefois, la diversité observée au sein de cette espèce remet en question la pertinence d’une distinction taxonomique fondée uniquement sur la gamme d’hôtes. Ce mémoire vise à contribuer à la caractérisation moléculaire et écologique de Polymyxa spp., avec un intérêt particulier pour P. graminis. Des analyses phylogénétiques ont été réalisées à partir de fragments ribosomiques concaténés, notamment 18S–ITS1–5,8S–ITS2 et 18S–ITS1–5,8S–ITS2–28S, ainsi qu’à partir d’un jeu de marqueurs élargi intégrant la β-tubuline, RPS5 et L10. En parallèle, des bioessais en conditions contrôlées ont permis d’étudier la gamme d’hôtes d’isolats de P. graminis f. sp. tepida et du ribotype VI. Les infections ont été évaluées par PCR, observations microscopiques des structures du protiste dans les racines et suivi du relargage de zoospores. Les analyses phylogénétiques confirment une structuration nette des isolats de Polymyxa en groupes distincts, correspondant globalement aux ribotypes et formes spéciales précédemment décrits. Cette structuration, principalement portée par les régions ribosomiques, est aussi appuyée par les marqueurs codants disponibles. Les sept ribotypes de P. graminis sont séparés, tout en présentant des proximités génétiques importantes entre certains d’entre eux. Trois grands ensembles se distinguent : un groupe correspondant à P. betae, un groupe rassemblant les ribotypes I, III et VII de P. graminis, et un groupe réunissant les ribotypes II, IV, V et VI. Ces résultats suggèrent une diversité plus complexe que ne le reflète la classification actuelle. Les bioessais montrent que P. graminis f. sp. tepida présente une large capacité d’infection chez les graminées testées, avec des niveaux particulièrement importants chez le blé dur et certaines variétés d’orge. La betterave n’a pas été infectée, ce qui reste cohérent avec l’association de P. graminis aux monocotylédones. Pour le ribotype VI, les résultats sont plus contrastés : BF209 a été détecté chez plusieurs graminées, notamment l’orge et le blé tendre, tandis que PgAfr22 n’a pas permis de mettre en évidence d’infection dans les conditions testées. Ces résultats suggèrent une capacité d’infection du ribotype VI chez plusieurs hôtes, sans permettre de définir clairement ses hôtes préférentiels. Dans l’ensemble, ce travail montre que la classification de P. graminis ne peut reposer uniquement sur la phylogénie ou sur la gamme d’hôtes. Les groupes observés peuvent être considérés comme des lignées génétiquement différenciées, présentant possiblement des affinités biologiques et écologiques particulières, sans que leur statut taxonomique puisse être établi. La spécificité d’hôtes apparaît ainsi relative et devrait être interprétée en termes de compatibilité et de capacité de multiplication préférentielle. Des essais complémentaires seront nécessaires pour préciser les limites entre ribotypes, formes spéciales et espèces au sein du genre Polymyxa.