Complémentarité des résistances constitutive et induite (biocontrôle) et impacts sur la qualité

Contexte

Nous avons montré que l’utilisation de produits de biocontrôle (bioPPP) module les voies métaboliques (Projet H2020 OPTIMA). Or, les flavonoïdes et terpènes intervenant également dans la qualité nutritionnelle et organoleptique des racines, leur utilisation est susceptible de modifier non seulement les processus de défense mais également la qualité. Cela soulève alors la question de l’équilibre entre résistances constitutive et induite et de leurs impacts sur la qualité des produits récoltés à laquelle nous souhaitons répondre.

Objectif

Nos recherches visent à comprendre dans quelle mesure les mécanismes de résistances constitutive et induite sont complémentaires et comment leur combinaison peut améliorer la protection contre Alternaria dauci. Ce champignon pathogène est responsable de l’Alternariose, maladie foliaire la plus préjudiciable sur carotte. Un enjeu majeur est d’identifier les déterminants génétiques et environnementaux de la réceptivité des variétés aux SDP (stimulateurs de défense des plantes) ainsi que les conditions optimales d’utilisation des produits de biocontrôle. À plus long terme, il s’agit d’évaluer l’impact de ces stratégies sur la qualité des racines, afin de garantir une double performance qualité–immunité.

Méthodologies et approches

Notre équipe développe des approches expérimentales combinant essais en conditions contrôlées et en plein champ, sur un large panel de génotypes contrastés. Différents produits de biocontrôle, dont des SDP, ont été évalués pour leur efficacité vis-à-vis d’A. dauci. Un outil biomoléculaire original de type qPFD® a été développé pour suivre l’expression de gènes de défense et caractériser la réponse induite par ces produits (Brisset et al., 2019 ; Moussa et al., 2024 ; Le Clerc et al., 2025). Des approches complémentaires (RNA-seq, qRT-PCR) permettent d’identifier les gènes impliqués dans la résistance induite et leur modulation par des facteurs environnementaux, notamment la température.

En complément, des analyses de colocalisation de rQTL (QTL de résistance) et mQTL (QTL d’accumulation de métabolites) ainsi que des analyses biochimiques et sensorielles ont été menées pour évaluer l’impact de la sélection pour la résistance sur la qualité de la racine.

Résultats marquants

Les travaux menés dans OPTIMA ont montré que plusieurs bioPPP peuvent conférer une protection efficace contre A. dauci, mais avec une forte dépendance au génotype et aux conditions environnementales. Une efficacité accrue a notamment été observée sur des génotypes sensibles ou moyennent résistants, suggérant une complémentarité entre résistance constitutive et induite. L’analyse de l’expression de gènes de défense a permis de relier l’efficacité de certains produits à l’activation de voies clés de l’immunité végétale (protéines PR, voie de l’acide salicylique, enzymes du stress oxydatif) (Le Clerc et al., 2025).

Ces résultats mettent également en évidence une variabilité importante de réceptivité des variétés aux SDP, impliquant à la fois la capacité d’induction des gènes de défense et leur traduction en niveau de protection. Ils confirment que la combinaison raisonnée de résistances génétiques et de biocontrôle constitue une stratégie prometteuse pour une protection durable.

Ces travaux sont prolongés dans le cadre de la thèse ALVAREX, qui étudie notamment l’effet de régimes de températures élevées sur l’induction des défenses et l’efficacité de la protection de la carotte vis-à-vis d’A. dauci.

Le projet AlterQual a montré qu’il est possible d’associer résistance à A. dauci et qualité organoleptique. Plus précisément, l’analyse croisée des QTL de résistance (rQTL) et des mQTL (QTL d’accumulation de métabolites) liés à l’amertume a révélé que certaines régions du génome régulent ces deux caractères de manière indépendante. Cela ouvre la voie à une sélection variétale combinant résistance et faible amertume, malgré l’existence de quelques zones de colocalisation défavorables (Le Clerc et al., 2019). Par ailleurs, nos études ont mis en évidence que les stress biotiques et abiotiques (hydrique), peuvent fortement impacter la qualité nutritionnelle. En particulier l’infection par A. dauci peut réduire significativement les teneurs en caroténoïdes (Perrin et al., 2017).

Perspectives

Au-delà de la protection, un enjeu clé pour l’équipe est de comprendre l’impact des bioPPP au sens large et des conditions environnementales sur la qualité des racines. Comme évoqué, l’induction des défenses s’accompagne d’une reprogrammation du métabolisme, susceptible de modifier l’accumulation de métabolites impliqués dans la qualité nutritionnelle et sensorielle.

Les travaux en cours (Thèse ALVAREX) et à venir visent à analyser ces interactions, notamment sous l’effet combiné de la température et d’un SDP. L’hypothèse est qu’un stress abiotique peut réorienter les ressources de la plante au détriment de la qualité et de la défense et que les SDP pourraient contribuer à rééquilibrer ces processus. L’identification des mécanismes impliqués permettra d’optimiser les pratiques culturales (choix variétal, positionnement des applications) pour concilier qualité des produits et efficacité du biocontrôle.

Partenariats et infrastructures

Comme pour les autres thématiques de l’équipe, nos recherches s’appuient sur : 

• des collaborations étroites avec des équipes internationales, nationales  ou locales (Respom et Fungisem de l’IRHS), 
• les plateformes analytiques  de la SFR QuaSav, 
• des dispositifs expérimentaux en serre avec la Plateforme Phénotic, en tunnel ou en plein champ.

Le projet européen OPTIMA a posé le cadre pour l’évaluation des solutions de biocontrôle et leur transfert vers les systèmes de production.