Dissertations / Theses on the topic 'Pythium oligandrum'

The oomycete Pythium oligandrnm is used as a biocontrol agent because ofthe symbioses it forms with plants, fungi, and other oomycetes. It can parasitize phytopathogenic fungi and oomycetes providing protection to crop plants. P. oligandrnm grows as an endophyte within roots ofplants without causing disease symptoms or defense responses associated with pathogen attack. Growth of P. oligandrnm within plant tissues induces systemic resistance to pathogens and also stimulates plant growth. Little is known ofthe molecular processes that are involved in these proc7sses. Limited molecular tools were currently available to study this organism. The work set out to develop basic tools, and to acquire the fIrst signifIcant DNA sequencing data for this orgalllsm. P. oligandrnm expressed sequence tags derived from vegetative mycelia and a P. oligandrnm-P. infestans interaction were analyzed in an attempt to fmd sequences that may be involved in its biotic interactions. Many sequences with similarity to previously described effectors from fungi, oomycetes, and bacteria were revealed. ' A transformation protocol was adapted for use in P. oligandrnm, which was used to heterologously express green flourescent protein (gfp), producing florescent hyphae that could be used to follow the interaction with a plant and oomycete host. Several genes were identifIed from the EST libraries that were similar to nematode eggshell protein-encoding genes. Using the transformation protocol, it was possible to silence the expression ofthese genes by homology-dependent gene silencing. Oospores .from silenced strains displayed major ultrastructural abnormalities and were sensitive to degradative enzyme treatment. Using immunocytochemistry, these proteins were localized to the oogonial and oospore wall. It was therefore suggested that these proteins are integral components of the oospore/oogonial wall. From the EST libraries three sequences were identifIed that were similar to sea slug pheromones. Similar sequences were found to form a la:.ge gene family in the genomes ofPhytopthora infestans, P. sojae and P. ramorum. One of these genes in P. infestans, was shown to be up-regulated in the motile zoospore stage, leading to the hypothesis that this gene may be acting as a pheromone in zoospore autoaggregation. An initial characterization found no evidence to support this hypothesis.

Pythium oligandrum est un oomycète mycoparasite du sol présentant un large spectre d'hôtes allant des champignons aux oomycètes. Cependant, la base moléculaire de ce mycoparasitisme est encore méconnue. Pour élucider les mécanismes impliqués dans le mycoparasitisme de P. oligandrum, nous avons effectué le premier séquençage de génome long-read de P. oligandrum avec la souche M1 (ATCC 38472). L’assemblage a été optimisé par une approche d’optical mapping conduisant à l’obtention d’un assemblage presque complet de 39Mb. Basé sur une approche de comparative génomique, j'ai détaillé comment ce projet de séquençage du génome m'a permis de découvrir de nouvelles adaptations génomiques liées au mycoparasitisme telles que l'enrichissement de familles de CAZy spécifiques au sein des Pythiales mycoparasites. Pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires du parasitisme, une interaction pathogène a été établie entre P. oligandrum et un agent pathogène majeur du blé Fusarium graminearum permettant d'effectuer une analyse transcriptomique au cours de l’interaction. Cela a montré que pendant le développement parasitaire, une reprogrammation transcriptomique majeure se produit chez P. oligandrum, notamment avec l'induction d'un grand nombre de gènes codant pour des protéines sécrétées (glycosyl hydrolases et protéases) et des protéines de fonction inconnue. Plusieurs gènes codant des enzymes impliquées dans la dégradation des champignons fongiques ont été identifiés, comme une chitinase spécifiquement trouvée dans les espèces mycoparasites de Pythium ainsi que des mécanismes de capture des stérols nécessaires pour permettre l'achèvement du cycle de vie sexuel. Pour évaluer l'activité mycoparasite de P. oligandrum sur d'autres proies, des pathosystèmes ont été développés en utilisant un oomycète phytopathogène, Aphanomyces euteiches et un champignon symbiotique Rhizophagus irregularis. Les résultats ont montré que P. oligandrum peut infecter un large éventail d'espèces non apparentées en produisant de nombreuses hydrolases et peut avoir un effet important sur l'interaction des racines avec des micro-organismes pathogènes et également symbiotiques
Pythium oligandrum is a major soil-born mycoparasite oomycete with an extensive host range from fungi to oomycetes. However, the molecular basis of Pythium oligandrum pathogenic mechanisms underlying prey colonization is still poorly described. To decipher P. oligandrum mycoparasite mechanisms, we performed the first long-read genome sequencing of Pythium oligandrum with the M1 strain (ATCC 38472). The optical mapping technique improved the assembly leading to a near-complete assembly of the 39 Mb genome. Based on a comparative genomic approach, I detailed how this genome sequencing project allowed me to unravel novel genomic adaptations related to mycoparasitism, such as enrichment in specific CAZy families among mycoparasite Pythiale species. Pythium oligandrum established a pathogenic interaction with a significant wheat pathogen, Fusarium graminearum, allowing transcriptomic analysis. Transcriptomic analysis showed that a considerable transcriptome reprogramming occurred with the induction of many genes-coded secreted proteins (glycosyl hydrolases and proteases) during parasitic development. In addition, we identified several gene coding enzymes involved in fungal wall degradation, such as a chitinase specifically found in mycoparasite Pythium species and prey sterol scavenging mechanisms to enable sexual lifecycle completion. Besides, we evaluate the mycoparasite activity of P. oligandrum on other prey using two different pathosystems: a phytopathogenic oomycete, Aphanomyces euteiches, and a symbiotic fungus of plant roots, Rhizophagus irregularis. Together, these results showed that P. oligandrum could infect an extensive range of unrelated species by producing specific hydrolytic enzymes and can substantially affect root interaction with pathogenic and symbiotic microorganisms

The nutritional and environmental requirements for mycelial growth, oospore production and germination of Pythium oligandrum were examined. Optimum temperatures for growth of several isolates were in the range of 20 - 30 0 , with little growth occurring below 100 or above 350 Oospore germination occurred over the range of 10-35°. Both growth and oospore germination occurred over the range of pH 4.5 - 9.0 and were optimum between pH 6.0 - 7.5. Growth was reduced markedly below -1.0 to -1.5 MPa osmotic potential and ceased at approximately -2.5 to -3.5 MPa; similar results were obtained for oospore germination. Growth and oospore germination were affected more by low matric than by low osmotic potentials. Oospore production required an exogenous supply of sterols; it was also increased by the presence of calcium and affected by the C:N ratio. Semi-solid, static and aerated culture systems were developed for bulk production of P. oligandrum oospores. A liquid cane molasses medium was particularly convenient and efficient. A range of formulations were prepared using oospores produced mainly in this medium. Formulations were evaluated against pathogens causing damping-off in cress and the level of biocontrol in artificially infested sand was not as good as that obtained in naturally infested soil. Alginate pellets and a perlite preparation survived well in laboratory storage at 5-25° for at least 24 wk. Seeds of cress and sugar beet were coated with oospores using commercial seed-pelleting and film-coating procedures. Both types of seed treatment reduced damping-off of cress caused by P. ultimum in artificially infested sand and potting compost, and by Rhizoctonia solani in artificially infested sand. In general, pelleting of P. oligandrum on cress gave better control than film-coating treatments. P. oligandrum also reduced damping-off of sugar beet in soil naturally infested with Aphanomyces cochlioides and Pythium spp.. Control was equivalent to that achieved with hymexazol fungicide seed-coating treatments and was related to the inoculum potential of A. cochlioides in the soil.

Les recherches sur la lutte biologique (ou biocontrôle) par utilisation de micro-organismes connaissent un essor remarquable, les applications au champ étant cependant encore limitées en raison des variations d’efficacité dans la protection des plantes. Celles-ci sont souvent imputées à la non persistance des agents de biocontrôle dans la rhizosphère ou sur le végétal qu’ils sont censés protéger. Afin de réduire ce risque, une solution consiste à utiliser des micro-organismes isolés du végétal que l’on souhaite protéger. Dans le cadre de cette thèse, Pythium oligandrum, un oomycète colonisateur de la rhizosphère de nombreuses plantes dont la vigne, a été étudié pour lutter contre l’esca, une maladie du bois de la vigne pour laquelle il n’existe actuellement aucune méthode de lutte disponible. Des souches de P. oligandrum ont été isolées de la rhizosphère de ceps cultivés dans 3 régions viticoles (12 vignobles) du Bordelais présentant des sols variés : argilo-calcaire, sable-graveleux et graveleux. Les analyses des communautés fongiques et bactériennes obtenues par empreinte moléculaire (Single Strand Conformation Polymorphism) ont montré que, contrairement aux bactéries, les espèces fongiques différaient selon les régions. Des Pythium spp. aux oospores échinulées ont été isolées à partir des racines des ceps échantillonnés, avec une prédominance de P. oligandrum (séquençage de la région ITS). L’analyse des séquences des gènes codant pour le cytochrome oxydase I et une tubuline a permis de constituer 3 groupes de souches. Le séquençage d’autres gènes codant pour des protéines « élicitines-like » a indiqué que chaque souche présentait au moins un gène codant pour chacun des 2 types d’éliciteurs de P. oligandrum : l’oligandrine et les protéines de la paroi cellulaire (CWPs). Il apparaît que le type de sol et la microflore associée à la rhizosphère n’exerceraient pas une influence suffisante pour que la structure génétique des populations de P. oligandrum soient associées à un contexte tellurique particulier. En revanche, le type de porte-greffe et la méthode de désherbage (chimique ou mécanique) pourraient avoir une incidence sur la colonisation racinaire par P. oligandrum. Les relations entre P. oligandrum et les racines de la vigne ont été étudiées par analyse transcriptomique (microarray Vitis vinifera de 29 549 gènes). Les résultats obtenus montrent que de jeunes plants de vigne ont répondu à la colonisation racinaire par P. oligandrum en modifiant l’expression de gènes intervenant dans plusieurs voies métaboliques. Deux aspects a priori opposés ont été observés : P. oligandrum serait perçu comme (1) un agresseur contre lequel la plante a mis en place des réactions de défense mais en même temps, comme (2) un micro-organisme symbiotique car un certain nombre de modifications transcriptionnelles étaient similaires à celles reportées dans les interactions rhyzosphèriques symbiotiques (e.g. forte stimulation de gènes codant pour des subtilases). Un essai visant à induire chez la vigne une protection contre un champignon pathogène impliqué dans l’esca, Phaeomoniella chlamydospora, grâce à P. oligandrum, a été réalisé. La colonisation des racines par P. oligandrum a été associée à une réduction de la longueur des nécroses dues à P. chlamydospora. En adéquation avec ce résultat, l’analyse transcriptomique par RT-PCRq et microarrays a montré une surexpression de la voie de l’éthylène. Plusieurs gènes spécifiquement induits constitueraient des marqueurs de résistance qu’il conviendra de valider lors de prochaines expérimentations
Biocontrol research based on the use of microorganisms is expanding very rapidly. However, the use of such bioncontrol agents is still too inconsistent to effectively protect plants in field applications. This phenomenon is often attributed to the non-persistence of biocontrol agents in the rhizosphere or on the plants. In order to reduce the risk of this happening, one solution consists in using microorganisms that are isolated from the plants needing protection. In this thesis, an oomycete called Pythium oligandrum, which colonizes the rhizosphere of many plants, including grapevine, was assessed for the control of esca, a grapevine trunk disease for which no control method is currently available. P. oligandrum strains have been isolated from the rhizosphere of vines cultivated in 3 wine-growing regions (12 grapevines) of Bordeaux with different types of soil: stony-sandy, silty and stony. Analyses of fungal and bacterial communities using a molecular fingerprinting method (Single Strand Conformation Polymorphism) showed that, unlike bacteria, the fungal species varied according to the sampling region. Roots of all the vines sampled were colonized by echinulated-oospore Pythium spp., with P. oligandrum strains predominating. Phylogenetic analyses based on the genes encoding the cytochrome oxidase I and one tubulin allowed these strains to be clustered into three groups. The sequencing of the elicitin-like genes, whose proteins are key components in inducing systemic resistance in plants, showed that each strain held at least one gene encoding for each of the two kinds of P. oligandrum elicitors (i.e. oligandrin and Cell Wall Proteins). Sequencing and molecular fingerprinting analyses showed thus that the type of soil and the rhizosphere microbiota did not shape the population structure of P. oligandrum. However, other factors such as the different kinds of rootstock and weeding management can also have an influence on the root colonization by P. oligandrum. The relationship between P. oligandrum and grapevine was studied using a transcriptomic approach (microarray Vitis vinifera, 29 549 genes). The results highlighted the modifications induced by young vines in response to P. oligandrum root colonization, in the genetic expression of several genes belonging to different metabolic pathways. Two aspects, that are usually opposed, were observed: P. oligandrum was perceived by the plant either (i) as a pathogen because certain defence reactions were triggered (e.g. calcium signalling, resistance genes, abscissic acid metabolism) or as (ii) a symbiotic microorganism since several transcriptional changes were similar to those reported in symbiotic interactions (e.g. induction of subtilase genes). An assay aimed at protecting grapevine against a pathogenic fungus involved in esca, and known to be responsible for wood necrosis, i.e. Phaeomoniella chlamydospora, was carried out. The root colonization by P. oligandrum was associated with a reduction in the length of necroses. In line with this result, transcriptomic analyses by microarrays and RT-qPCR showed overexpression of several genes, particularly those of the ethylene pathway. Some of these induced genes could be thus used as resistance markers, but this needs to be validated in further experiments

Une des principales limites de la lutte biologique réside dans la variabilité des résultats expérimentaux souvent imputée à la non-persistance des micro-organismes introduits sur les végétaux. Dans le cadre de cette thèse, Pythiurn oligandrum, un oomycète connu pour ses propriétés d’agent antagoniste et d’inducteur de résistance chez les plantes, a été utilisé. L’objectif principal a été d’étudier la colonisation et la persistance de P. Oligandrum après son introduction au niveau du système racinaire de plants de tomate en culture hors-sol, et d’apprécier son incidence sur les communautés microbiennes de la rhizosphère et des effluents de serre. Trois souches de P. Oligandrum ont d’abord été sélectionnées pour leur production d’oospores (structure de résistance) ainsi que de molécules ayant des effets positifs sur la croissance (une auxine : la tryptamine) et la résistance des plantes (un éliciteur : l’oligandrine). La colonisation des racines et des solutions circulantes par P. Oligandrum et Pythium dissotocum, un agent pathogène mineur très fréquent en hors-sol, a été estimée par méthodes culturales et moléculaires. L’antagoniste a persisté à des taux élevés tout au long de la saison culturale (avril à septembre), la rhizosphère des plantes ayant été colonisée à 90% par la souche produisant le moins d’oospores (détermination par Inter Simple Sequence Repeat). Malgré son abondance au niveau racinaire, peu ou pas de P. Oligandrum a été détecté dans les différents effluents de la serre. P. Dissotocum a, quant à lui, colonisé les racines et les effluents de drainage pendant les mois d’été. Un léger effet retard et une moindre colonisation au niveau des racines colonisées par l’antagoniste ont été mis en évidence. L’analyse des communautés microbiennes (fongiques et bactériennes) racinaires et circulantes par SSCP (Single-Strand Conformational Polymorphism) a révélé que ces communautés avaient subi des changements structurels importants au cours de la saison culturale. Ces évolutions temporelles sont intervenues indépendamment de l’inoculation et de la persistance de l’agent antagoniste P. Oligandrum. Des archées ont également été détectées durant toute la saison culturale dans les effluents mais uniquement aux mois de septembre et octobre au niveau des racines. Dans ce cas aussi, l’inoculation par P. Oligandrum ne semble pas avoir engendré d’effet sur ces communautés. Les résultats décrits précédemment reposent sur l’extraction et l’amplification d’ADN. Un des inconvénients de cette stratégie est qu’elle ne permet pas d’étudier les communautés microbiennes d’un point de vue fonctionnel. Afin d’évaluer et de comparer la diversité structurelle et fonctionnelle des populations fongiques rhizosphériques, ADN et ARN ont été extraits puis analysés par SSCP en fonction de trois cibles génétiques différentes: la région ITS1, l’ARNr 28S, la grande sous-unité de l’ARNr mitochondrial. Les informations générées par l’analyse de ces trois marqueurs génétiques sont relativement différentes, confirmant ainsi l’intérêt d’utiliser des amorces ciblant des régions de l’ADN très différentes pour obtenir une vision plus exhaustive de la microflore fongique
Biocontrol efficacy is mainly limited by the variability of the rhizosphere competence of the inoculated microorganisms. This doctoral thesis focused on Pythium oligandrum, an oomycete acknowledged as an antagonistic organism able to protect plants from pathogenic attacks. The aim of this work was to study the colonisation and the persistence of P. Oligandrum after its introduction in the root system of tomato plants grown in soilless culture; and to assess its impact on microbial communities colonizing the rhizosphere and the greenhouse effluents. Three strains of P. Oligandrum were selected on the basis of their ability to produce oospores (resting structures) and production of tryptamine (an auxin like compound) and of oligandrin (a glycoprotein elicitor). Real-time PCR and plate counting demonstrated the persistence of large amounts of the antagonistic oomycete in the rhizosphere throughout the cropping season (April to September). Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) analysis showed that, among the three strains inoculated, the one producing the lowest amount of oospores was detected at 90%. Despite its abundance on roots, no traces of P. Oligandrum were detected in the different effluents of the soilless greenhouse. P. Clissotocum (ubiquitous tomato root minor pathogen) colonized the rhizosphere and the effluents only in summer. There was a reduction of P. Dissotocum populations in inoculated root systems. Single-Strand Conformational Polymorphism (SSCP) analysis revealed that the genetic structure of microbial communities (fungi and bacteria) colonizing the rhizosphere and the effluents, evolved throughout the cropping season. This temporal evolution was independent from the inoculation and the persistence of the antagonist P. Oligandrum. Effluents were also colonized by Archaeabacteria but roots, only during the last two months of culture. These populations grew independently from P. Oligandrum. Results previously described, rely on DNA extraction and amplification. This strategy suffers from the inability to investigate active microbial communities. DNA and RNA data obtained by SSCP analysis of three different genetic regions (ITS1, rRNA 28S, mitochondrial RNA large subunit) highlighted the interest of using different primers for having an exhaustive view of the fungal microflora

Il est actuellement estimé qu’environ 13% du vignoble français est improductif suite aux pathologies affectant le bois des ceps, la principale d’entre elles étant l’esca. Parmi les moyens de lutte mis en œuvre, le biocontrôle, via l’utilisation d’un oomycète, Pythium oligandrum, est actuellement développé pour protéger les plants de vigne contre un agent pathogène pionnier de l’esca, Phaeomoniella chlamydospora. La sélection de souches de P. oligandrum, isolées du vignoble, et produisant in vitro des quantités importantes d’une protéine élicitrice, l’oligandrine, des systèmes de défense des végétaux a d’abord été réalisée. Trois essais en serre ont montré qu’une réduction significative (40 à 50%) des nécroses dues P. chlamydospora était observée après application d’inocula de l’oomycète sur les racines des plants de vigne pied-francs Au niveau de la tige, le niveau d’expression de 22 gènes impliqués dans les mécanismes de défenses de Vitis vinifera a été mesuré par PCR quantitative et des réponses spécifiques du végétal ont été observées selon les traitements. Six gènes (protéines PR, voie des phenylpropanoïdes, oxylipines et le système d’oxydo-réduction) ont été fortement induits lorsque les plants ont été pré-inoculés par P. oligandrum puis infectés par P. chlamydospora. Afin de mettre en évidence les mécanismes spécifiques mis en place lors de cette interaction tripartite, l'analyse de la réponse transcriptomique globale de la vigne (par microarray et RNAseq), au niveau de la tige, a été réalisée chez ces plants qui manifestent une résistance induite systémique (ISR). Plusieurs gènes impliqués dans la synthèse de l’éthylène et des jasmonates sont fortement induits, chez les plants pré-traités par l’oomycète puis infectés par l’agent pathogène. Plusieurs facteurs de transcription régulant ces voies de signalisation sont également fortement induits. Suite à l’analyse des populations de messagers (mRNA) de P. chlamydospora, il a été observé que les niveaux d’expression de gènes impliqués dans la synthèse des métabolites secondaires, des facteurs de transcription impliquées dans la régulation de différentes voies chez les champignons et certaines Carbohydrates Actives enZymes étaient modulés en présence de P. oligandrum au niveau racinaire. Ces résultats montrent que la colonisation du végétal par l’oomycète, même à distance de P. chlamydospora, induit un stress indirect important chez celui-ci. Afin d’optimiser l’implantation de cet agent de biocontrôle en pépinière et au vignoble, l’aptitude de P. oligandrum à coloniser les racines de plants de vignes greffés et à les protéger contre P. chlamydospora a été étudiée. Trois portes-greffes (SO4, 3309 et 101-14) greffés sur des cépages (Cabernet Sauvignon et Sauvignon Blanc) ont été inoculés ou non par P. oligandrum. L’oomycète s’implantait sur les différents systèmes racinaires, mais en proportion variable selon les associations cépage/porte-greffe utilisées. Les analyses par empreintes moléculaires (Single Strand Conformation Polymorphism) ont montré que des microflores fongiques et bactériennes complexes et diversifiées colonisaient les feuilles et les racines, mais que l’introduction de P. oligandrum sur la plante n’induisait pas de bouleversements directs ou indirects notables au niveau de ces microflores indigènes. Une protection des jeunes plants de vigne greffés (SO4 + Cabernet Sauvignon) semble être induite par P. oligandrum contre l’agent pathogène, P. chlamydospora
Approximately 13% of French vineyards are currently considered unproductive due to trunk diseases, mainly Esca, a particularly destructive disease that affects grapevines worldwide. Accordingly, biological control of a pathogen implicated in Esca, Phaeomoniella chlamydospora, was developed using the oomycete, Pythium oligandrum. The selection of P. oligandrum strains, isolated from vineyards, which produced in vitro large quantities of oligandrin, an elicitin-like protein inducing plant defences, was carried out. Three greenhouse assays showed that the necroses caused by P. chlamydospora were significantly reduced (40 to 50%) when P. oligandrum colonized the root system of vine cuttings. At stem level, the expression of a set of 22 genes involved in Vitis vinifera defence mechanisms was measured by quantitative PCR. Depending on the treatments employed, significant differences in grapevine responses were observed. Six of the genes (PR proteins, phenyl-propanoid pathway, oxylipins and the oxydo-reduction system) were strongly induced in plants pre-treated with P. oligandrum, and subsequently infected by P. chlamydospora. In order to characterize the mechanisms occurring during this tri-partite interaction, the global transcriptomic grapevine responses at stem level were analysed, using microarray and RNAseq, in plants in which induced systemic resistance (ISR) had taken place. Several genes involved in ethylene and jasmonate biosynthesis were strongly induced in plants that were pre-treated with P. oligandrum, and subsequently infected by P. chlamydospora. The transcription factors involved in the regulation of these signalisation pathways were also induced. Analysis of the P. chlamydospora RNA messenger (mRNA), showed that certain genes involved in secondary metabolite synthesis, transcription factors implicated in pathway regulations, and certain Carbohydrate Active enZymes, were modulated, when P. oligandrum colonised the roots. These results demonstrated that root inoculation with P. oligandrum induced indirect stress on P. chlamydospora responses. In order to promote P. oligandrum implantation in nurseries and vineyards, the capacity of this biocontrol agent to colonize the roots of grafted-plants, and to protect them against P. chlamydospora attacks, was studied. Three rootstocks (SO4, 3309 and 101-14), grafted on two scion varieties (Cabernet Sauvignon and Sauvignon Blanc), were inoculated or not with P. oligandrum. Depending on the particular scion/rootstock associations, the oomycete colonized the various root systems differently. Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) analyses revealed complex and diverse fungal and bacterial communities in both the rhizosphere and the phyllosphere. These microflora, which were organ-dependent, were not direcly or indirectly affected by the root inoculation of P. oligandrum. Protection of grafted vines (SO4 + Cabernet Sauvignon) was probably induced by P. oligandrum against the pathogen, P. chlamydospora

Depuis quelques années, le monde agricole s’oriente vers une agriculture durable et raisonnée afin de préserver l’environnement et améliorer la sécurité alimentaire en développant le concept de protection biologique intégrée (prophylaxie/lutte biologique). Dans ce contexte, nous avons initié une étude sur le potentiel de P. Oligandrum comme agent de lutte biologique en cultures hors-sol de tomates. Notre objectif était de vérifier la capacité de P. Oligandrum à coloniser le système racinaire des plants de tomates et de préciser les relations établies entre cet antagoniste, la plante et certains micro-organismes de la rhizosphère. Les résultats de cette étude mettent en évidence que P. Oligandrum est capable de coloniser le rhizoplan des plants de tomates et démontre que la dynamique des populations de cet antagoniste varie en fonction du nombre d’apport de l’inoculum et du système de culture mais ne semble pas influencée par la variété de tomates. L’apport de P. Oligandrum diminue la réceptivité des plantes aux agents pathogènes tels que Pythiuni spp. Et F. O. R. L. Et est susceptible de se traduire en fin de saison par une augmentation du rendement. Cet antagoniste semble agir principalement en induisant des réactions de défense chez la plante. Effectivement, il est observé chez des plants traités avec P. Oligandrum et infectés avec F. O. R. L. , la formation de barrières chimiques au niveau des vaisseaux du xylème qui limitent la pénétration de F. O. R. L. Afin de préciser la séquence des événements impliqués dans l’interaction entre P. Oligandrum et certains champignons du sol dont P. Parasitica, une étude ultrastructurale et cytochimique a été réalisée. Elle démontre la vulnérabilité des Oomycètes à P. Oligandrum qui se traduit, chez le champignon hôte, par des altérations cytoplasmiques associées à la mise en place de barrières structurales (phénomène rarement observé chez les champignons). Lors de cette interaction, plusieurs mécanismes d’action sont mis en oeuvre par P oligandrum mycoparasitisme, antibiose et induction de réaction de défense. Ces résultats démontrent la complexité des interactions entre les champignons et mettent en évidence que P. Oligandrum comme chez les plantes est capable d’induire des réactions de défense chez les champignons. Une molécule élicitrice, appelée oligandrine, a été isolée du filtrat de culture de P. Oligandrum. Cette protéine possède des propriétés biochimiques et moléculaires à la fois semblables aux élicitines et aux pythines mais également différentes. L’oligandrine par ses propriétés particulières au niveau biochimique et moléculaire constitue une nouvelle famille d’élicitines. Appliquée au sommet d'une tige décapitée, l’oligandrine est capable de migrer dans la plante par les vaisseaux du xylème et d’induire une protection contre P. Parasitica. La stratégie de défense élaborée par les plants de tomate traités à l’oligandrine en réponse à une infection de P. Parasitica se fait en 2 étapes; (i) activation des réponses ayant un effet direct sur le champignon ; (ii) induction des barrières structurales au niveau du site de pénétration du champignon. Cependant, les réactions de défense induite chez la tomate par l’oligandrine sont différentes que lorsque la plante est inoculée avec P. Oligandrum. Ceci révèle que l’oligandrine n’est pas la seule molécule impliquée dans l’induction de résistance observée chez la tomate lors d’un traitement par P. Oligandrum. Néanmoins, l’innocuité de l’oligandrine sur plante en fait donc un candidat de choix pour comprendre la mise en place de la résistance naturelle des plantes à leurs agresseurs. L’utilisation de cette protéine comme inducteur de réactions de défenses peut être envisagée à l’avenir.

P. Oligandrum est un champignon mycoparasite de nombreux agents pathogènes racinaires et présente un fort potentiel comme agent de lutte biologique en culture hors-sol. L'étude des intéractions dans la rhizosphère, déclenchées par l'introduction de ce champignon nécessite pourtant des éclaircissements. Ainsi, le suivi de la colonisation racinaire par P. Oligandrum à également permis une étude de l'implantation de la famille des Pythiacées en culture hors-sol. Les compétitions entre les organismes dans la rhizosphère ne semblent pas des mécanismes déterminants, mais l'induction de résistance systémique semble prévaloir et serait mieux à même d'expliquer le gain de rendement observé dans certaines conditions culturales. En outre, la rapidité et l'étendue de la colonisation par P. Oligandrum corrélé à la rapidité de déclenchement des réponses de la plante met en évidence une interaction atypique entre un agent antagonsite et la plante
P. Oligandrum is a mycoparasite of many roots pathogens and has a promising potential as a biocontrol agent in soilless culture. Study of the interactions in the rhizosphère, due to the introduction of this fungus however requires explanations. Thus, the evaluation of root colonization by P. Oligandrum also allowed a study of the establishment of the Pythium spp. In soilless culture. Micro-organisms competitions in the rhizosphère don't seem determining mechanisms, but the systemic induction of resistance seems to prevail and could explain the yield improvement observed under farming conditions. Moreover, the speed and the extent of colonization by P. Oligandrum correlated with the speed of release of the answers of the plant highlight an atypical interaction between an antagonistic agent and the plant

Lot of attention is paid to biological control agents of plant pathogens as it will reduce the amount of pesticides used in agriculture. Pythium oligandrum oomycete is already used commercially in the form of watering and spraying. In this work the properties of other isolates were characterized, and the metabolic changes were studied in plants of oilseed rape (Brassica napus subsp. Oleifera), whose seeds were treated with preparates based on Pythium oligandrum. In the first part of the thesis the properties of compounds secreted by isolates of Pythium oligandrum were tested. The amount of phenolic substances and the activity of endoglycosidase endo-β-1,3-glucanase, cellulase, chitinase as well as proteases were measured to assess the ability of oomycete Pythium oligandrum mycoparasitically protect the plant. Substances, especially oligandrin, which during interaction with the plant are responsible for "priming", have been observed, enabling the plant to respond rapidly to pathogen infection through systemic plant resistance. Differences between individual isolates also manifested themselves in electrophoretic separation in the protein representation. In the second part of the work, the effect of rapeseed seed treatment with isolates of Pythium oligandrum on plant metabolism was monitored. While...

Vesela T.: Influence of plant biological control on production of secondary metabolites of Papaver somniferum IV. Diploma thesis, Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Kralove, Department of pharmaceutical botany, Hradec Kralove 2018. In the experimental part of the thesis was studied the influence of plant biological control on the production of the main pharmaceutically usable secondary metabolites of opium poppy (Papaver somniferum L.). The contents of alkaloids morphine, codeine, thebain, papaverine and narcotine were monitored in the capsules and stems. Two poppy varieties, Orbis and Lazur, were selected for the experiment. Half of the plots were treated with the fungicidal biopreparate Polyversum, containing the germinable spores of oomycete Pythium oligandrum. Pythium oligandrum directly attacks the fungal pathogens. It also uses indirect control mechanisms, induces resistance in plants and promotes their growth. The remaining untreated plots served as a reference check. The extract was prepared from the individual samples. Subsequent analysis was performed using high performance liquid chromatography. The results show no positive effect of treatment on the content of all quantified alkaloids in poppy straw. Biosynthesis of alkaloids and Pythium oligandrum activity can be...

Kaman, P.: Influence of plant biological protection on production of secondary metabolites of Papaver somniferum III. Diploma thesis. Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Department of Pharmaceutical Botany, Hradec Králové, 2018, 77 pp. Diploma thesis was aimed to verify the impact of biological protection on the production of alkaloids of the opium poppy (Papaver somniferum, L.). Polyversum biofungicide was selected for this purpose, the active ingredient of which is oomycete Pythium oligandrum. The poppy tested were Orbis and Lazur high-morphine varieties. Extracts were prepared from the individual samples which were analyzed by HPLC. The following alkaloids were morphine, codeine, papaverine, noscapine and thebain. The average morphine content was around 0,5 %. The largest amount of 0,62 % was found in the poppyhead of untreated variant of the Orbis variety. Codeine for both varieties averaged 0,07 % in the poppyhead of untreated variant. Treated plants reached slightly lower values. The average papaverine content was around 0,01 % in the treated and also untreated variant, but only in poppyhead of the Lazur variety. Higher noscapine content was measured in the Lazur poppyheads, averaging 0,06 %. The content was only around 0,01 % for Orbis variety. The alkaloid content was...