Adaptation des populations virales aux résistances variétales et exploitation des ressources génétiques des plantes pour contrôler cette adaptation

L’utilisation de variétés de plantes porteuses de gènes majeurs de résistance a longtemps été une solution privilégiée pour lutter contre les maladies des plantes. Cependant, la capacité des agents pathogènes à s’adapter à ces variétés après seulement quelques années de culture rend nécessaire la recherche de résistances à la fois efficaces et durables. Les objectifs de cette thèse étaient (i) d’identifier chez la plante des régions génomiques contraignant l’évolution des agents pathogènes en induisant des effets de dérive génétique et (ii) d’étudier l’impact des forces évolutives induites par la plante sur la capacité d’adaptation des pathogènes aux résistances variétales, l’ambition étant par la suite d’employer au mieux ces forces pour limiter l’évolution des pathogènes. Le pathosystème piment (Capsicum annuum) – PVY (Potato virus Y) a été principalement utilisé pour mener ces travaux de recherche. Afin de répondre au premier objectif, une cartographie de QTL (quantitative trait loci) sur une population biparentale de piment et une étude de génétique d’association sur une core-collection de piments ont été réalisées. Ces deux approches ont permis de mettre en évidence des régions génomiques sur les chromosomes 6, 7 et 12 impliquées dans le contrôle de la taille efficace des populations virales lors de l’étape d’inoculation du virus dans la plante. Certains de ces QTL ont montré une action vis-à-vis du PVY et du CMV (Cucumber mosaic virus) tandis que d’autres se sont révélés être spécifiques d’une seule espèce virale. Par ailleurs,le QTL détecté sur le chromosome 6 co-localise avec un QTL précédemment identifié comme contrôlant l’accumulation virale et interagissant avec un QTL affectant la fréquence de contournement d’un gène majeur de résistance. Pour répondre au second objectif, une analyse de la corrélation entre l’intensité des forces évolutives induites par la plante et une estimation expérimentale de la durabilité du gène majeur a été réalisée. De l’évolution expérimentale de populations de PVY sur des plantes induisant des effets de dérive génétique, de sélection et d’accumulation virale contrastés a également été effectuée. Ces deux études ont démontré qu’une plante induisant une forte dérive génétique associée à une réduction de l’accumulation virale permettait de contraindre l’évolution des populations virales, voire d’entraîner leur extinction. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour le déploiement de déterminants génétiques de la plante qui influenceraient directement le potentiel évolutif du pathogène et permettraient de préserver la durabilité des gènes majeurs de résistance.Plants carrying major resistance genes have been widely used to fight against diseases. However, the pathogens ability to overcome the resistance after a few years of usage requires the search for efficient and durable resistances. The objectives of this thesis were (i) to identify plant genomic regions limiting pathogen evolution by inducing genetic drift effects and (ii) to study the impact of the evolutionary forces imposed by the plant on the pathogen ability to adapt to resistance, the goal being to further use these forces to limit pathogen evolution. The pepper (Capsicum annuum) – PVY (Potato virus Y) pathosystem has been mainly used to conduct these researches. Regarding the first objective, quantitative trait loci (QTL) were mapped on a biparental pepper population and through genome-wide association on a pepper core-collection. These approaches have allowed the detection of genomic regions on chromosomes 6, 7 and 12 controlling viral effective population size during the inoculation step. Some of these QTLs were common to PVY and CMV (Cucumber mosaic virus) while other were virus-specific. Moreover, the QTL detected on chromosome 6 colocalizes with a previously identified QTL controlling PVY accumulation and interacting with a QTL affecting the breakdown frequency of a major resistance gene. Regarding the second objective, a correlation analysis between the evolutionary forces imposed by the plant and an experimental estimation of the durability of a major resistance gene has been done. Experimental evolution of PVY populations on plants contrasted for the levels of genetic drift, selection and virus accumulation they imposed has also been performed. Both studies demonstrated that a plant inducing a strong genetic drift combined to a reduction in virus accumulation limits virus evolution and could even lead to the extinction of the virus population. These results open new perspectives to deploy plant genetic factors directly controlling pathogen evolutionary potential and could help to preserve the durability of major resistance genes