Transcriptomic and metabolomic evaluation of grapevine trunk defense response to two Esca associated pathogens

L’esca est l’une des principales maladies du bois de la vigne. Il s’agit d’une maladie complexe et mal connue, avec une symptomatologie variable, et associée à un complexe de microorganismes fongiques. Les objectifs de cette thèse sont, d’un côté, de caractériser les réponses précoces du bois de la vigne (Vitis vinifera L.) aux agents pathogènes décrits comme les principaux responsables de cette maladie : Phaeoacremonium minimum et Phaeomoniella chlamydospora. Puis, d’un autre côté, nous avons évalué différentes stratégies alternatives de lutte. La spécificité des réponses à chaque espèce a été évaluée. Ce travail se focalise sur les réponses transcriptomiques du bois à 48, 72 et 120 heures post-inoculation, ainsi que sur la production de métabolites dans le site d’infection à 3 semaines post-inoculation. La reprogrammation transcriptomique précoce a mis en évidence des différences de réponse à P. chlamydospora et P. minimum, ce qui suggère l’existence de différentes perceptions de ces deux espèces. De plus, l’accumulation des métabolites en réponse à l’agression variaient suivant la nature de l’agent pathogène. Parmi les différents cépages de vigne, on observe des tolérances variables à l’esca. Deux variétés (Cabernet-Sauvignon et Ugni Blanc) présentant une différence de sensibilité ont été utilisées dans le but d’évaluer si le profil transcriptomique pouvait être à l’origine de cette variabilité par une approche « gène candidat ». Les résultats préliminaires semblent soutenir cette hypothèse. Aujourd’hui, il n’existe aucune méthode curative complétement efficace contre l’esca. Les techniques actuellement utilisées pour limiter l’incidence de la maladie sont de caractère prophylactique et elles font partie d’une stratégie intégrée de lutte. Nous avons étudié la possibilité de l’implantation des techniques oxydatives à la pépinière, en utilisant l’eau ozonée comme agent antifongique. Elle s’est montrée comme un sporicide complétement efficace in vitro contre P. chlamydospora et P. minimum. In planta, elle a permis de réduire le développement fongique, sans signe de phytotoxicité. Une stratégie en vogue consiste en l’utilisation des microorganismes antagonistes des agents phytopathogènes. Cependant, l’utilisation de ces agents de biocontrôle dans le cadre de la limitation des maladies de bois de vigne offre des résultats variables in situ. Nous avons étudié les modes d’action de deux agents de biocontrôle, avec un focus sur la stimulation des défenses naturelles chez le bois. Ces résultats ont montré que les agents de biocontrôle utilisés modifiaient les réponses du bois lors des étapes précoces de l’infection.Esca is one of the main grapevine trunk diseases. It is a complex and poorly understood disease, with variable symptomatology, and associated with a complex of fungal pathogens. The objectives of this work are, on the one hand, to characterize the early responses of grapevine trunk (Vitis vinifera L.) to the pathogens described as the main causal agents of this disease: Phaeoacremonium minimum and Phaeomoniella chlamydospora. On the other hand, we evaluated different alternative control strategies. The specificity of responses to each species was assessed. This work focuses on the transcriptomic responses of wood at 48, 72 and 120 hours post-inoculation, as well as the production of metabolites in the infection site at 3 weeks post- inoculation. Early transcriptomic reprogramming revealed differences in response to P. chlamydospora and P. minimum, suggesting the existence of a different way of perception of these two species. In addition, the accumulation of metabolites in response to aggression varied depending on the nature of the pathogen. Among the different grape varieties, there are variable tolerances to Esca. Two varieties (Cabernet-Sauvignon and Ugni Blanc) with a different degree of tolerance were used in order to assess whether the transcriptomic profile could be a cause of this variability using a “candidate gene” approach. Preliminary results seem to support this hypothesis. Nowadays, there is no completely effective curative method to control this disease. Instead, an integrated control strategy consisting in a number of prophylactic techniques is currently used to limit the incidence of the disease. We studied the possibility of implementing oxidative techniques in the nursery, using aqueous ozone as an antifungal agent. It has been shown to be a completely effective sporicidal in vitro against P. chlamydospora and P. minimum. In planta, it reduced fungal development, with no signs of phytotoxicity. A popular strategy consists of the use of microorganisms that antagonize plant pathogens. However, the use of these biocontrol agents in the context of the limitation of grapevine diseases offers variable results in situ. We studied the modes of action of two biocontrol agents, with a focus on the stimulation of natural defenses in wood. These results showed that the biocontrol agents used modified the responses of wood during the early stages of infection