Analyse génétique, physiologique et moléculaire de la modification de sensibilité par le voisinage végétal intra-spécifique

As part of a trend towards diversification of cultivated areas, varietal mixtures are experiencing a revival of interest in agriculture. Varietal mixtures are particularly at the origin of a higher production, a reduction of chemical inputs and improve the sustainability of our agricultural system. Moreover, they allow a better management of diseases. In addition to the epidemiological effects of varietal mixtures on the spread of pathogens, little is known about the effect of intraspecific interactions between plants and their impact on plant responses to pathogens. In this thesis, rice or durum wheat genotypes from different populations with different selection histories were grown with different conspecific neighbors. In total, more than 402 pairwise mixtures were manually inoculated under controlled conditions to prevent pathogen spread. We measured the susceptibility of the mixtures to different foliar pathogens and estimated the factors that may play a role in the modification of susceptibility by the intraspecific neighbor. The responses of plants to their neighbors were explored by transcriptomic and physiological analysis. In addition, we investigated genetic determinants by conducting an association genetics experiment and identified a locus in the neighboring genotype that can trigger susceptibility modification in neighboring plants. Our study provides evidence that disease reduction in varietal mixtures can also result from direct plant interactions, in addition to mechanisms affecting pathogen spread at the field level. This phenomenon, called 'Neighbour-Modulated Susceptibility' (NMS) provides essential information in agronomic mixture assembly.Dans le cadre d'une tendance à la diversification des surfaces cultivées, les mélanges variétaux connaissent un regain d'intérêt en agriculture. Les mélanges variétaux sont notamment à l'origine d'une production plus importante, une réduction des intrants chimique et améliore la durabilité de nos système agricole. De plus ils permettent une meilleure gestion des maladies. Outre les effets épidémiologiques des mélanges variétaux sur la propagation des pathogènes, peu de choses sont connus sur l'effet des interactions intraspécifiques entre les plantes et sur leur impact les réponses des plantes aux pathogènes. Dans cette thèse, des génotypes de riz ou de blé dur, issus de différentes populations avec des historique de sélection différents, ont été cultivés avec différents voisins conspécifiques. Au total plus de 402 mélanges deux à deux ont été inoculés manuellement dans des conditions contrôlées empêchant la propagation des pathogènes. Nous avons mesuré la sensibilité des mélanges à différents pathogènes foliaire et estimer les facteurs pouvant jouer un rôle dans la modification de sensibilité par le voisinage intraspécifique. Les réponses des plantes à leur voisinage ont été explorées par des analyse transcriptomiques et de physiologie. De plus nous avons étudié les déterminants génétiques en menant une expérience de génétique d'association et mis en évidence un locus dans le génotype voisin qui peut déclencher une modification de sensibilité dans les plantes voisine. Notre étude fournit des preuves que la réduction des maladies dans les mélanges variétaux peut également résulter d'interactions directes entre plantes, en plus des mécanismes affectant la propagation des pathogènes à l'échelle du champ. Ce phénomène, appelé 'Neighbour-Modulated Susceptibility' (NMS) fournit des informations essentielles dans l'assemblage de mélange agronomique