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La résistance quantitative du tournesol (Helianthus annuus) au mildiou (Plasmopara halstedii), mise en évidence récemment, est difficile à évaluer. Un réseau de onze expérimentations associant la GEVESSNES, deux laboratoires de l’INRA et Terres Inovia a été construit afin de proposer une méthodologie permettant de mieux caractériser et quantifier cette résistance. En plus de lignées témoins, 17 lignées recombinantes obtenues par l’INRA et portant entre 0 et 3 QTL (quantitative trait loci) impliqués dans la résistance quantitative du tournesol au mildiou ont été testées face à 5 pathotypes de mildiou : 710, 704, 714, 304 et 334. Bien que des différences aient été observées entre laboratoires, les résultats ont permis de poser les bases d’un futur protocole utilisable en routine pour valoriser ce type de résistance dès la création variétale jusqu’à l’inscription puis la post-inscription des variétés., A quantitative resistance of sunflower (Helianthus annuus) to downy mildew (Plasmopara halstedii) has been identified a few years ago. An experimental network involving several labs (GEVES-SNES, INRA and Terres Inovia) over several years aimed at describing and quantifying such a quantitative response. It was hoped to propose a methodology useable to improve sustainable resistance. In addition to check varieties and breeding lines, 17 recombinant inbred lines carrying 0 to 3 quantitative trait loci alleles for quantitative resistance were tested with five downy mildew pathotypes (710, 704, 714, 304, 334). While the experimental results revealed some discrepancies between experiments, this study provided a first experimental protocol to evaluate quantitative resistance both for breeding and for variety registration and development

Afin de lutter contre deux maladies préoccupantes pour la culture du triticale, l’oïdium et la fusariose sur épi, nous avons étudié à la fois des approches agronomiques et génétiques. Concernant l’oïdium, des associations variétales ont été testées durant trois années. Par ailleurs, les virulences de populations naturelles du pathogène Blumeria graminis du triticale ont été déterminées à l’aide d’hôtes différentiels de blé au stade 2-3 feuilles. Puis une collection de triticales a été caractérisée par la même technique d’une part et aussi à l’aide de souches isolées d’autre part. Ces tests n’ont pas permis d’identifier les différents gènes de résistance présents chez les triticales mais ils ont apporté de nombreuses connaissances utiles. Concernant la fusariose, les analyses de flore ont montré que cette maladie du triticale est principalement causée par Fusarium graminearum et Microdochium spp en France, comme pour les blés. Pour l’accumulation de la mycotoxine déoxynivalenol (DON), de même que pour le blé tendre, les facteurs de risques les plus importants ont été les précédents maïs ou sorgho et l’absence de travail du sol. Sur la collection de triticale, évaluée en conditions semi-contrôlée à l’aide d’une souche de F. graminearum, la notation des symptômes a été grandement facilitée par la mise au point d’une méthode d’imagerie associée à la création d’un logiciel Fusanote®. Cependant, les interactions génotype x année ont été fortes. Pour les deux maladies, une recherche de QTL sur plusieurs populations a permis d’identifier quelques marqueurs intéressants. En tenant compte des informations et outils précédents, la collection de triticale a été génotypée pour les marqueurs jugés pertinents. Enfin, des blés et seigles intéressants ont été croisés et ont permis d’obtenir de nouveaux triticales primaires potentiellement résistants qui serviront de géniteurs dans les programmes de sélection triticale et apporteront de la diversité., To face powdery mildew and Fusarium Head Blight (FHB) on triticale, agronomic and genetic approaches were studied. Concerning powdery mildew, cultivars mixtures have been tested for three years. Virulence of natural triticale powdery mildew populations was determined using a set of wheat differential hosts at seedling stage. Then, a collection of triticale was characterized in the same conditions and also with isolated powdery mildew strains. These tests did not make it possible to identify resistance genes carried by triticale; however they provided useful knowledge. As regards FHB, flora analysis showed this disease on triticale to be due mainly to Fusarium graminearum and Microdochium spp in France, similarly to wheat. For deoxynivalenol accumulation, agronomical main risks were the noA. tillage and corn or sorghum as previous crop. For triticale collection characterization with F. graminearum in semi-controlled conditions, new imagery method and Fusanote® software were helpful; however, cultivar x year interactions were strong. For both diseases, QTL analysis performed on three populations revealed some possible markers. Taking into account these results for powdery mildew and FHB, the collection was genotyped and new primary triticales were created by crossing wheat and rye, for breeding programs.

La culture du tournesol est confrontée aux attaques de différents bioagresseurs. En France, il s’agit essentiellement du mildiou Plasmopara halstedii, du sclérotinia Sclerotinia sclerotiorum, du phomopsis Diaporthe helianthi, et du phoma Phoma macdonaldii dont les attaques au collet entrainent le dessèchement précoce. Les efforts de recherche et de sélection ont permis de conserver à cette culture son statut respectueux de l’environnement. Cependant, les dialogues moléculaires entre la plante et ces différents pathogènes et qui aboutissent à l’immunité ou à la sensibilité, ainsi que sa variabilité génétique, sont encore largement inconnus. Après une revue des principaux résultats récents concernant l’interaction entre le tournesol et ces pathogènes, nous soulevons deux questions d’intérêtpour la poursuite de ces recherches : celle de la répartition des rôles et de la hiérarchisation des questions de recherche d’une part, et d’autre part celle du regard à porter sur les réseaux de gènes que révèle l’analyse du transcriptome grâce aux nouvelles technologies de séquençage., The sunflower crop is subjected to several diseases, among of which Downy Mildew, Sclerotinia, Phomopsis and premature death caused by Phoma macdonaldii are the most important in France today. The research and breeding efforts during the past fifty years have been efficient enough to ensure an “environmentally safe” status to this cultivation. However, little is known about the moleculartalk which leads to immunity or susceptibility between the plant and the pathogens as well as about its genetic variability. After a review of the main recent results on the these sunflower*microorganisms interactions, we are discussing on two questions of interest for the research perspectives: How to establish the research priorities? How to decipher the genes networks revealed by transcriptome analysis with a greater involvement of the genetic variability thanks to the development of the new sequencing technologies?

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Douze marqueurs dérivés d'EST ont été isolés chez Plasmopara halstedii (Oomycetes), l'agent du mildiou du tournesol. L'analyse par SSCP du polymorphisme de ces marqueurs a permis de révéler la présence de 25 single nucleotide polymorphisms (SNPs) et cinq insertion-délétions. Ces 12 marqueurs ont été utilisés pour génotyper 24 isolats de P. halstedii représentant les 14 races de mildiou du tournesol connues en France à ce jour. L'analyse génétique a mis en évidence 13 génotypes multilocus différents et l'existence d'un fort déficit en héterozygotes qui suggère que cette espèce est fortement autogame. Les isolats se structurent en trois groupes génétiquement bien différentiés organisés autour des 3 premiers pathotypes observés en France. Ce dernier résultat suggère que les populations de mildiou du tournesol pourraient résulter de trois introductions successives de P. halstedii en France.

Ce travail a été réalisé par le "Groupe Recherche Oléagineux INRA (GROI)" à partir des scénarios issus de la "Prospective compétitivité des oléagineux dans l'avenir" conduit par le Cétiom avec l'appui méthodologique de la DADP-INRA. Il a pour objectifs d'aider à l'élaboration des programmes de recherche pour les oléagineux en posant les questions clés auxquelles il faut répondre avant de les construire et en proposant des regroupements cohérents de microstratégies de recherche. Les résultats de ce travail sont : (i) des microstratégies de recherche pour chacun des scénarios et (ii) des regroupements cohérents de ces microstratégies pour l'élaboration de programmes de recherche. En revanche, ce travail ne vise pas la hiérarchisation des microstratégies de recherche, mais leur organisation. Une telle hiérarchisation nécesite d'abord que les décideurs aient choisi parmi les avenirs possibles ceux qu'ils voudraient éviter. En vue de cette hiérarchisation, ce travail propose également (iii) des scénarios globaux élaborés à partir des microscénarios. Ils intègrent, dans des visions plus générales de l'avenir, les questions traitées de manière plus détaillée dans les microscénarios

A new method to obtain monozoosporangial strains was applied on 9 pathotypes of Plasmopara halstedii (100, 300, 304, 314, 700, 704, 710, 707 and 714), the parasite causing sunflower downy mildew. Single zoosporangia were isolated from the surface of agar medium and placed on leaf disks on solid Knop medium. The best fungal development was obtained with leaf disks taken from the first pair of sunflower leaves when these measured from 5 to 8cm in length. The percentage success rate in obtaining monozoosporangial strains varied from 1.4 to 7.4% according to race. The percentage of disks showing sporulation depends on spore viability, the physiological state of leaves and the receptivity of the sunflower genotype. This method enabled us to confirm the presence of a new downy mildew pathotype in France: race 707.

International audience; One hundred and fifty F2–F3 families from a cross between two inbred sunflower lines FU and PAZ2 were used to map quantitative trait loci (QTL) for resistance to white rot (Sclerotinia sclerotiorum) attacks of terminal buds and capitula, and black stem (Phoma macdonaldii). A genetic linkage map of 18 linkage groups with 216 molecular markers spanning 1,937 cM was constructed. Disease resistances were measured in field experiments for S. sclerotiorum and under controlled conditions for P. macdonaldii. For resistance to S. sclerotiorum terminal bud attack, seven QTL were identified, each explaining less than 10% of phenotypic variance. For capitulum attack by this parasite, there were four QTL (each explaining up to 20% of variation) and for P. macdonaldii resistance, four QTL were identified, each having effects of up to 16%. The S. sclerotiorum capitulum resistance QTL were compared with those reported previously and it was concluded that resistance to this disease is governed by a considerable number of QTL, located on almost all the sunflower linkage groups.

DOI:10.1007/s00122-003-1196-1; absent

Dans le cadre d'une collaboration inter-professionnelle et avec le soutien du MAP, une étude pluriannuelle a été mise en place en 2001. La résistance du tournesol au mildiou (Plasmopara halstedii) est de type monogénique dominant et relève du système "gène pour gène". Huit gènes Pl de résistance sont actuellement identifiés. Ils sont situés dans deux «clusters» positionnés sur des groupes de liaisons différents. Certains ont été caractérisés comme appartenant au type «NBS-LRR», d'autres sembleraient être différents. La population parasitaire n'a cessé d'évoluer depuis 1989, année de l'introduction de souches américaines. Actuellement, 7 races ont été caractérisées en France. Les analyses de la variabilité moléculaire du P. halstedii ont montré une très faible diversité entre les souches (plus de 80% de similarité) et ont permis d'obtenir des marqueurs PCR P. halstedii spécifiques et races spécifiques. Les objectifs de l'étude sont de: 1) Mesurer l'impact de différents choix culturaux sur la population du pathogène à l'échelle de la parcelle: a) niveau d'infestation: cinétique de développement de la maladie selon les différentes stratégies, nombre de plantes sans symptômes aériens mais contaminées au niveau racinaire, b) évolution génétique du pathogène: détection de la présence de nouveaux pathotypes, analyse de leur évolution. 2) Disposer d'informations susceptibles d'orienter les programmes de sélection variétale et permettant de proposer aux agriculteurs des systèmes de production qui amèneront à une exploitation durable des résistances disponibles: a) quel matériel végétal utiliser ? faut-il utiliser des hybrides cumulant plusieurs gènes de résistance différant par leur profil d'efficacité et/ou leur mode d'action ? quel "plus" apportent-ils par rapport à des hybrides ne comportant qu'un seul gène ? b) quelle est la meilleure solution pour gérer au mieux les résistances dans le temps au niveau d'un champ ? faut-il alterner sur une même parcelle des hybrides à profils génétiques différents ? qu'apporte la culture d'un mélange d'hybrides ? quel est le risque d'une monoculture d'un même hybride possédant un ou plusieurs gènes de résistance plusieurs années consécutives ? Ce travail est rendu possible par l'existence de 4 versions d'un même hybride (matériel reconnu identique aux épreuves de DHS) contenant des combinaisons différentes de gènes Pl. Les 3 stratégies étudiées sont: - le mélange: cultiver chaque année plusieurs versions d'un même hybride différant par leur combinaison de gènes de résistance, - l'alternance: cultiver des versions hybrides avec des combinaisons de gènes de résistance différentes chaque année, - le pyramidage: cultiver un même hybride plusieurs années, et comparer des combinaisons de gènes différentes. Au niveau parasitaire le choix s'est porté sur une population constituée d'un mélange de race 100 (origine européenne) et de race 710 (origine américaine). Deux sites ont été réservés, Clermont-Ferrand avec la mise en place de «l'année 1» en 2001, et Grignon pour lequel les essais débuteront en 2002. (Texte intégral)

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4 tables 1 graph.; National audience

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Reactions of sunflower plants to infections of tap roots with Sclerotinia sclerotiorum sclerotia and of cotyledons with ascospore suspensions were observed. The study was made on the parental inbred lines and F1 hybrids of a factorial cross of 6 male sterile and 6 restorer lines. For root attack, there were significant genotypic differences in the percentages of plants showing symptoms. There were significant parental effects and no interactions. General combining ability appeared greater than specific combining ability. The significant correlation between reactions of inbred lines and their hybrids indicates the possibility of setting up breeding programmes with early selection for root resistance and subsequent obtention of resistant parental lines and breeding of hybrids with resistance to root attack. In contrast, whilst there were significant genetic differences in delay in symptom appearance after infection of cotyledons, specific combining ability far exceeded general combining ability and observations of inbred lines provided no indication of the behaviour of their hybrids. Comparisons with earlier results concerning Sclerotinia infection of capitula and stems indicates that resistance to Sclerotinia in different parts of the sunflower plant is largely under separate control. It does not appear possible to measure resistance of adult plants by tests on seedlings.; L’article décrit le comportement de différents génotypes de tournesol en réponse à des contaminations des racines par des sclérotes de Sclerotinia sclerotiorum et à des infections des cotylédons à partir de suspensions d’ascospores. Cette étude est réalisée sur des lignées parentales et les hybrides F1 d’un plan factoriel de croisement entre 6 lignées mâle-stériles B11A3, 62, SD, GH, GU, F10 et 6 lignées parentales mâles HA61, Rha274, Rha266, V135, PAC1, PRS5. Pour le test racinaire, qui consiste à infecter les plantes en plaçant 0,5 g de petits sclérotes au voisinage du pivot au stade «bourgeon étoilé», on observe entre génotypes des différences significatives concernant le taux de plantes qui montrent des symptômes de flétrissement. Ces taux varient de 47,78% à 93,33% pour les lignées (tableau I) et de 56,67% à 100% pour les hybrides (tableau II). Il existe un effet parental significatif (F femelle = 3,66 et F mâle = 2,97) mais pas d’interaction (F interaction = 1,40). L’aptitude générale à la combinaison (AGC) paraît plus importante que l’aptitude spécifique à la combinaison (ASC). Le coefficient de corrélation entre les lignées et les moyennes de leurs hybrides (r = 0,79**) montre qu’il est possible de sélectionner précocement pour la résistance aux attaques racinaires et ainsi d’obtenir des lignées parentales résistantes qui donneront des hybrides résistants au niveau des racines. Pour le test sur cotylédons, qui consiste à infecter des plantules avec une suspension de spores, après avoir blessé les cotylédons par le froid, les différences entre génotypes, dans la vitesse de destruction des plantules, sont significatives. Le temps nécessaire à la destruction d’un génotype varie de 5,59 j à 7,38 j pour les lignées (tableau III) et de 6,28 j à 10,50 j pour les hybrides (tableau IV). Contrairement à ce qui se passe pour le test racinaire, l’ASC pour le test sur cotylédon est supérieure à l’AGC (tableau V). Le coefficient de corrélation entre les lignées et les moyennes de leurs hybrides (r = - 0,04 NS) montre qu’il n’est pas possible de prédire la valeur d’un hybride par le comportement de ses lignées parentales. La comparaison de ces résultats avec ceux concernant les attaques sur capitule ou sur tige (tableau V) ne montre aucune corrélation entre les réponses aux différents tests. Les résistances au Sclerotinia des différents organes du tournesol sont contrôlées par des gènes distincts et il n’est pas envisageable de tester la résistance qui s’exprime au stade adulte par des tests précoces réalisés sur plantule.

National audience

The composition and quantitative characteristics of nectar and pollen production were studied in 2 series of parental lines and the hybrids obtained from a factorial cross. Nectar analysis by gas chromatography and enzyme electrode technology were compared; the former was found to be the most satisfactory. Nectar sugar composition was very stable, with 52% fructose and 48% glucose. Sucrose was rarely present in trace amounts. Significant differences were found in the volume of nectar per floret, percentage dry matter and energy value per floret. Heritable effects appeared most clearly for nectar volume per floret. The number of pollen grains per floret varied between plants but there were significant genotypic and parental effects. Possible relations between nectar and pollen production and agronomic characteristics are discussed., La composition et les caractéristiques quantitatives des productions de nectar et de pollen ont été étudiées sur 2 séries de lignées de tournesol et les hybrides issus de leurs plans factoriels de croisement (6x6 et 3x3). Des analyses du nectar par chromatographie en phase gazeuse et par une méthode électrolytique ont été comparées. Si la corrélation entre les valeurs moyennes par génotype mesurées par les 2 méthodes est significative, celle entre les valeurs par plante ne l’est pas, surtout parce que la méthode électrolytique fait apparaître des concentrations de saccharose qui sont inexactes selon les analyses en chromatographie (tableau I). Ainsi seule la chromatographie peut être utilisée. La composition des sucres du nectar est très stable, avec aucune différence significative entre 12 lignées et leurs 36 hybrides (tableau II). Il y a environ 52% de fructose et 48% de glucose. Le saccharose est rarement présent et en faible quantité. Il existe des différences significatives entre génotypes en ce qui concerne le volume de nectar par fleuron (tableau III), le pourcentage de matière sèche (tableau IV) et la valeur énergétique par fleuron (tableau V). Le volume de nectar par fleuron est la variable pour laquelle les effets héritables paraissent les plus nets; une lignée, GH, produisant 0,26 μl par fleuron, donne des hybrides avec en moyenne jusqu’à 0,31 μl par fleuron. Alors que les autres génotypes produisent en moyenne 0,10 μl /fleuron. Le nombre de grains de pollen par fleuron varie entre plantes d’un même génotype. Néanmoins il y a des effets génotypiques (tableau VI) et parentaux (tableau VII) pour ce caractère. Le nombre de grains par fleuron moyen varie de 25 218 à 42 087 selon le génotype. Aucune relation avec la résistance ou sensibilité au Sclerotinia n’apparaît en ce qui concerne les productions de nectar et de pollen (tableau VIII). Il y a une tendance pour que les génotypes produisant moins de pollen soient un peu plus riches en huile, mais la corrélation n’est pas significative.

International audience; The composition and quantitative characteristics of nectar and pollen production were studied in 2 series of parental lines and the hybrids obtained from a factorial cross. Nectar analysis by gas chromatography and enzyme electrode technology were compared; the former was found to be the most satisfactory. Nectar sugar composition was very stable, with 52% fructose and 48% glucose. Sucrose was rarely present in trace amounts. Significant differences were found in the volume of nectar per floret, percentage dry matter and energy value per floret. Heritable effects appeared most clearly for nectar volume per floret. The number of pollen grains per floret varied between plants but there were significant genotypic and parental effects. Possible relations between nectar and pollen production and agronomic characteristics are discussed.; La composition et les caractéristiques quantitatives des productions de nectar et de pollen ont été étudiées sur 2 séries de lignées de tournesol et les hybrides issus de leurs plans factoriels de croisement (6x6 et 3x3). Des analyses du nectar par chromatographie en phase gazeuse et par une méthode électrolytique ont été comparées. Si la corrélation entre les valeurs moyennes par génotype mesurées par les 2 méthodes est significative, celle entre les valeurs par plante ne l’est pas, surtout parce que la méthode électrolytique fait apparaître des concentrations de saccharose qui sont inexactes selon les analyses en chromatographie (tableau I). Ainsi seule la chromatographie peut être utilisée. La composition des sucres du nectar est très stable, avec aucune différence significative entre 12 lignées et leurs 36 hybrides (tableau II). Il y a environ 52% de fructose et 48% de glucose. Le saccharose est rarement présent et en faible quantité. Il existe des différences significatives entre génotypes en ce qui concerne le volume de nectar par fleuron (tableau III), le pourcentage de matière sèche (tableau IV) et la valeur énergétique par fleuron (tableau V). Le volume de nectar par fleuron est la variable pour laquelle les effets héritables paraissent les plus nets; une lignée, GH, produisant 0,26 μl par fleuron, donne des hybrides avec en moyenne jusqu’à 0,31 μl par fleuron. Alors que les autres génotypes produisent en moyenne 0,10 μl /fleuron. Le nombre de grains de pollen par fleuron varie entre plantes d’un même génotype. Néanmoins il y a des effets génotypiques (tableau VI) et parentaux (tableau VII) pour ce caractère. Le nombre de grains par fleuron moyen varie de 25 218 à 42 087 selon le génotype. Aucune relation avec la résistance ou sensibilité au Sclerotinia n’apparaît en ce qui concerne les productions de nectar et de pollen (tableau VIII). Il y a une tendance pour que les génotypes produisant moins de pollen soient un peu plus riches en huile, mais la corrélation n’est pas significative.