Academic literature on the topic 'Complexe d'espèces Ralstonia solanacearum'

Le complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (ceRs) est l'agent responsable du flétrissement bactérien, et constitue une contrainte biotique majeure sur les systèmes de cultures maraîchères, fruitières, ornementales et forestières dans toute la ceinture tropicale, subtropicale, de plaine et d'altitude. Il est structuré phylogénétiquement en quatre phylotypes (I, II, III et IV). Les diverses prospections faites dans la zone du sud-ouest de l'Océan Indien (SOOI) aux travers de divers travaux de recherche suggèrent que ces quatre phylotypes se sont installés dans la zone. Néanmoins, leur prévalence diffère considérablement. Ce projet de thèse vise à comprendre les bases moléculaires du succès épidémiologique des lignées prévalentes à Madagascar et dans le SOOI, en comparaison des autres lignées, afin d'évaluer l'efficacité et la durabilité de la résistance d'une accession d'aubergine pour les contrôler. Pour ce faire, les deux axes suivants seront menés en parallèle durant toute la durée de la thèse. En axe 1, les mécanismes moléculaires mis en place par la bactérie pour s'adapter à son hôte et son environnement seront identifiés puis comparés entre lignées très et peu prévalentes. En axe 2, plusieurs accessions d'aubergine seront testées vis-à-vis des lignées très prévalentes afin d'évaluer leur niveau de résistance et les risques de contournement
The Ralstonia solanacearum species complex (Rssc) is the causal agent of bacterial wilt, and is one of the major biotic constraint on vegetable, fruit, ornamental and forestry crop systems throughout the tropical, subtropical, lowland and highland belt. It is phylogenetically structured in four phylotypes (I, II, III and IV). The various surveys carried out in the Southwest Indian Ocean (SOOI) zone through different research works suggest that these four phylotypes have settled in the zone. Nevertheless, their prevalence differs considerably. This thesis project aims to understand the molecular basis of the epidemiological success of the prevalent lines in Madagascar and in the SOOI, in comparison with the other lines, in order to evaluate the efficiency and durability of the resistance of an eggplant accession to control them. In that respect, the following two axes will be conducted in parallel during the duration of the thesis. In axis 1, the molecular mechanisms put in place by the bacterium to adapt to its host and environment will be identified and compared between highly and less prevalent lines. In axis 2, several eggplant accessions will be tested against highly prevalent lines in order to evaluate their level of resistance and the risks of bypassing them

Le modèle étudié est l'agent phytopathogène vasculaire Ralstonia solanacearum, en portant une attention particulière aux souches de phylotype II. Cette bactérie d'origine tellurique est très diversifiée, tant au plan génétique que phénotypique. Sa classification en constante évolution témoigne d'une volonté de clarifier cette biodiversité inhabituellement forte, tout en cherchant à reconnaître les écotypes structurant ce complexe d'espèces, i.e., des groupes de souches partageant à la fois des traits génotypiques et biologiques spécifiques. Dans le cadre de ce pathosystème modèle, nous nous sommes attachés dans un premier temps à revisiter de façon précise les pathotypes au sein d'écotypes bien décrits dans la littérature, ou à en faire la description (phylotype III africain). Nous avons observé une forte convergence phénotypique entre les souches de phylotype III des hauts plateaux africains et les souches Brown rot de phylotype IIB-1, capables de flétrir la pomme de terre et d'autres Solanacées à température froide. L'adaptation de souches aussi diverses pour la tolérance au froid nous a conduits à dresser un bilan de la situation R. solanacearum en Europe et in extenso dans le bassin méditerranéen. Cette approche a permis d'apprécier les degrés de divergence significative dans le pouvoir pathogène (virulence et agressivité) sur Solanaceae au sein de souches quasi clonales unifiant l'écotype Brown rot, qui s'établissent aussi sous forme d'infections latentes dans les tissus vasculaires de bananiers (Musacées). Dans le même temps, le phénotype de souches pathogènes du bananier, unifiant l'écotype Moko, a aussi été revisité sur Solanaceae qu'elles parviennent à flétrir, y compris des ressources génétiques résistantes au flétrissement bactérien. L'ensemble de ces données expérimentales a permis de dégager les critères de sélection pour le choix de trois nouvelles souches du complexe d'espèces R. solanacearum, dont nous avons obtenu les séquences génomiques. Notre approche en génomique comparative a permis de décrire le premier pangénome chez cet agent pathogène : l'ensemble les gènes repérés de l'espèce. Ces données ont été exploitées par différentes approches bio-informatiques et permettent de concevoir une refonte pertinente du complexe d'espèces R. solanacearum en trois nouvelles espèces génomiques, regroupant les souches de phylotypes I (Asie) et III (Afrique) d'une part, puis les souches de phylotype II (Amérique), et enfin les souches de phylotype IV (Indonésie) d'autre part. Ce pangénome a ensuite été exploité en concevant et développant une puce à ADN, un outil permettant l'exploration à haut débit d'une grande quantité de souches. La densité des données expérimentales accumulées permet une démarche vers l'écologie moléculaire et de reconstituer certains pans du passé évolutif des souches de phylotype II chez R. solanacearum. Par ailleurs, l'analyse approfondie de ces données de génomique, associant phylogéographie et structuration des populations de l'écotype Brown rot, montre une double situation épidémiologique en Europe, recoupant des influences andines et africaines. De la même façon, l'écotype Moko présente trois structures génétiques distinctes. Ces données ont été analysées de manière à retracer les principaux flux de gènes dans les états ancestraux des phylotypes et de dégager la forte contribution de la partie mobile du génome, des gènes relatifs à l'adaptation environnementale et à la pathogénie, comme moteurs dans l'évolution de cet important organisme phytopathogène.

Nous avons exploré la diversité génétique du complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (ceRs) pour caractériser et comprendre les graves épidémies de flétrissement bactérien qui sévissent à Madagascar. Une large collection de souches (n=1224; 75 sites) est constituée. Les souches sont assignées aux phylotypes I, III, et la grande majorité associée à l'épidémie appartiennent au groupe IIB-1 (‘Brown rot’ des anglo-saxons) signalé pour la première fois à Madagascar. L'approche MLVA (RS2-MLVA9) a révélé leur apparenté aux souches IIB-1 distribuées mondialement, suggérant ainsi une introduction malheureuse à Madagascar. Trois populations clonales se propagent par des tubercules infectées. Le génotypage des souches du phylotype III, avec le schéma hautement résolutif RS3-MLVA16 que nous avons développé, a révélé une forte diversité génétique structurée géographiquement en onze populations clonales bien différenciées. Cette structure reflète un caractère endémique des populations suggérant l'absence de transmission par tubercules. Les souches malgaches sont différentes de celles d'Afrique continentale. Les souches IIB-1 et III présentent deux modèles épidémiologiques différents. Les variétés de pomme de terre cultivées à Madagascar n'ont montré aucune résistance génétique vis-à-vis du panel de souches malgaches. Cependant, dans nos conditions expérimentales les accessions 720118 et 800934 sont résistantes aux souches I-31 non détectées pour l'instant à Madagascar, mais prévalentes dans l'océan Indien. Nous disposons ainsi d'un outil robuste pouvant être appliqué à l'étude du phylotype III, d'une vue globale de la structure des populations et d'épidémiologie du ceRs
This thesis is exploring genetic diversity, population structure and molecular epidemiology of the Ralstonia solanacearum species complex (Rssc) causing potato bacterial wilt outbreaks in Madagascar. We characterized a large collection of strains (n=1224; 75 sites) collected from potato production areas. Surprisingly, the large outbreaks were associated with IIB-1 strains (Brown rot) while a few were associated with phylotypes I and III. This is the first report of phylotype IIB-1 in Madagascar. The IIB-1 strains were genotyped based on MLVA (RS2-MLVA9). And Malagasy phylotype IIB-1 clustered with worldwide distributed strains. Fine scale genetic investigation suggested three clonal populations that were introduced and spread through latently infected tuber-seeds. Phylotype III strains were genotyped with the highly discriminatory RS3-MLVA16 scheme we developed. Genetic population analyses revealed a high genetic diversity within phylotype III strains that geographically structured into 11 clonal populations. This support the endemic character of the phylotype III population in Madagascar and suggests no transmission with potato tubers. Malagasy strains were distinct from continental African strains. A clear-cut epidemiological profile is shown between IIB-1 and III strains. Genetically, no bacterial wilt resistance properties were shown for the most popular Malagasy potato cultivars, except two cultivars: 720118 and 800934 that showed strong resistance to phylotype I-31 strain that are predominantly distributed in the Indian Ocean. This study offered tool to genotype phylotype III strains and gives an insights into population structure and epidemiology of the Rssc

Dans les îles du sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) (Comores, Maurice, Mayotte, Réunion, Rodrigues et Seychelles), le flétrissement bactérien causé par le complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (ceRs) est une phytobactériose considérée comme l'une des plus nuisibles pour les productions vivrières ou d'exportation. Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit avaient pour principal objectif l'exploration du niveau et de la distribution de la diversité génétique du ce Rs et de la structure génétique de ses populations dans le SOOI. Nous avons mené de vastes campagnes d'échantillonnage qui ont permis de constituer une large collection de 1704 isolats, principalement à partir de Solanacées (tomate, pomme de terre, piment, aubergine, poivron) et de géranium rosat. L'assignation phylogénétique des isolats a montré une très forte prévalence du phylotype I (88 %), qui est distribué dans chaque île du SOOI, tandis que les phylotypes II (9 %) et III (3 %) ne sont trouvés qu'à La Réunion. Deux souches de phylotype IV ont par ailleurs été signalées à l'île Maurice, représentant le premier rapport de ce groupe phylogénétique dans le SOOI. Une approche phylogénétique et de génotypage (MLSA/MLST) basée sur l'analyse de séquences de 6 gènes de ménage et 1 gène associé à la virulence (egl) a permis de révéler les relations génétiques entre 145 souches représentatives (diversité géographique + hôte d'isolement) du SOOI et 90 souches mondiales de référence. Le développement et l'application d'un schéma MLVA basé sur 17 séquences répétées en tandem (VNTR) sur près de 1300 souches a permis de révéler que les populations de phylotype I sont organisées en complexes clonaux dans le SOOI et que le niveau de diversité génétique est très contrasté selon les îles, Maurice présentant la plus forte diversité génétique. Un résultat majeur de cette thèse est la mise en évidence du déploiement d’une lignée génétique (sequevar I-31 ; STI-13 ; MT-035), surreprésentée dans les îles du SOOI, qui pourrait avoir été introduite via du matériel végétal contaminé depuis l'Afrique de Sud ou l’Afrique de l'Ouest. Nos études préliminaires montrent que l'haplotype majoritaire MT-035 (i) est le probable haplotype fondateur du complexe clonal le plus prévalent dans le SOOI, (ii) présente un pouvoir pathogène élevé (large gamme d'hôtes comprenant des plantes cultivées et des adventices, et forte agressivité sur Solanacées) et (iii) possède une forte aptitude à la compétition dans l'environnement via la production de bactériocines. Ces travaux permettront in fine de renforcer l'épidémiosurveillance et orienter les stratégies de lutte vis-à-vis de cet agent phytopathogène, notamment via le déploiement de cultivars résistants
In the southwest Indian Ocean (SWIO) islands (Comoros, Mauritius, Mayotte, Réunion, Rodrigues and Seychelles), bacterial wilt caused by the Ralstonia solanacearum species complex (Rssc) is considered one of the most harmful plant disease for food crops or export. The main objective of this work presented in this manuscript was to explore the level and the distribution of the genetic diversity of Rssc and the genetic structure of its populations in SWIO. We conducted extensive sampling campaigns that resulted in a large collection of 1704 isolates, mainly from Solanaceae (tomato, potato, chilli, eggplant, pepper) and geranium rosat. The phylogenetic assignment of the isolates showed a very high prevalence of phylotype I (88 %), which is distributed in each island of the SWIO, while phylotypes II (9 %) and III (3 %) are found only in Réunion. Two phylotype IV strains have also been reported in Mauritius, representing the first report of this phylogenetic group in SWIO. A phylogenetic and genotyping approach (MLSA/MLST) based on sequence analysis of 6 housekeeping genes and 1 gene associated with virulence (egl) revealed the genetic relationships between 145 representative SWIO strains (geographic diversity + host) and 90 global reference strains. The development and application of MLVA scheme based on 17 variable number of tandem repeat sequences (VNTR) on nearly 1300 strains revealed that phylotype I populations are organized into clonal complexes in SWIO and that the level of genetic diversity is highly contrasted according to the islands, with Mauritius having the highest genetic diversity. This work highlights the deployment of a genetic lineage (Sequevar I-31, STI-13, MT-035), overrepresented in SWIO islands, which could have been introduced via contaminated plant material from South Africa or West Africa. Our preliminary studies show that the main haplotype MT-035 (i) is the probable founding haplotype of the most prevalent clonal complex in SWIO, (ii) has high pathogenicity (wide range of hosts including cultivated plants and weeds, and high aggressiveness on Solanaceae) and (iii) has a strong ability to compete in the environment via the production of bacteriocins. This work will ultimately strengthen epidemiosurveillance and guide control strategies of this plant pathogen, including the deployment of resistant cultivars

Recemment la resistance au fletrissement bacterien cause par la bacterie r. Solanacearum a ete identifiee chez des varietes locales d'aubergine chinoise. Cependant les meilleures ressources genetiques proviennent d'especes sauvages apparentees : s. Torvum, s. Aethiopicum et s. Sisymbriifolium presentant de hauts niveaux de resistance a r. Solanacearum. La tres faible compatibilite sexuelle de ces especes avec l'aubergine et l'absence de connaissance sur le determinisme genetique de la resistance a r. Solanacearum dans le complexe aubergine sont des freins a l'efficacite d'une amelioration genetique. Cette etude a donc eu pour objets de mieux comprendre le determinisme de la resistance dans ce complexe d'especes et d'analyser les potentiels transferts de resistance a cette maladie par fusions somatiques interspecifiques. L'analyse de la resistance a r. Solanacearum au sein de croisements realises entre des genotypes d'aubergine sensibles et resistants laisse supposer que le determinisme genetique de la resistance a r. Solanacearum chez l'aubergine impliquerait un ou plusieurs qtl. La sequence homologue a rrs1 trouvee chez laubergine pourrait etre un des constituants de ce determinisme. Parmi les especes etudies, s. Torvum constitue une ressource genetique d'interet pour ameliorer la resistance au fletrissement chez l'aubergine et represente un modele pour l'etude des genes de resistance a r. Solanacearum dans ce complexe l'obtention d'hybrides entre l'aubergine et s. Torvum ainsi que s. Sisymbriifolium montre que l'hybridation somatique asymetrique est une bonne strategie pour transferer des resistances aux maladies tout en maintenant la fertilite des hybrides
Recently, resistance to bacterial wilt caused by r. Solanacearum was identified in local variety of chinese eggplant. However, the best genetic resources for eggplant improvement are wild related species such as s. Torvum, s. Aethiopicum and s. Sisymbriifolium which present high levels of resistance to r. Solanacearum. The sexual incompatibility of these species with eggplant and the lake of knowledge on genetic determinism of resistance in eggplant complex are brakes in the efficiency of genetic improvement this study had for objects to better understand the resistance determinism in this complex and to analyze the potential transfers of resistance to this disease by interspecific somatic fusion. The analysis of the resistance to r. Solanacearum within crossings realized between sensitive and resistant eggplant genotypes let suppose that the genetic determinism of the resistance to r. Solanacearum in eggplant would imply one or several qtl. The equivalent sequence to rrs1 found in eggplant could be one of the constituents of this determinism. Among the wild species, s. Torvum constitutes a genetic resource of interest to improve the resistance to bacterial wilt in eggplant and represents a model for study of the resistance genes to r. Solanacearum in this complex. The obtaining of hybrids between eggplant and s. Torvum as well as s. Sisymbriifolium shows that the asymmetric somatic hybridization is a efficient strategy to transfer resistances to diseases while maintaining the fertility of hybrids