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1. Ten Broad Spectrum Resistances to Downy Mildew Physically Mapped on the Sunflower Genome

Author

Felicity Vear, Laurence Godiard, Yann Pecrix, Stéphane Muños, Charlotte Penouilh-Suzette, Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), French Laboratory of Excellence project ‘TULIP’ (ANR-10-LABX-41, ANR-11-IDEX-0002-02) and project 'Milvarsunres' granted by PROMOSOL ('Association pour la promotion de la sélection des plantes oléagineuses')., Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])

Subjects
0106 biological sciences, 0301 basic medicine, RXLR effector, résistance aux maladies, Phytopathology and phytopharmacy, Helianthus annuus, Plasmopara halstedii, resistance gene (R gene), SNP array, oomycete, RXLR, effector, hypersensitive response (HR), crop protection, Plant Science, lcsh:Plant culture, 01 natural sciences, Genome, 03 medical and health sciences, lcsh:SB1-1110, Gene, pathologie végétale, mildiou du tournesol, Original Research, 2. Zero hunger, Genetics, biology, Ecotype, Microbiology and Parasitology, food and beverages, biology.organism_classification, Sunflower, Phytopathologie et phytopharmacie, Microbiologie et Parasitologie, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, resistance to diseases, 030104 developmental biology, effector, hypersensitive response (HR), [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Downy mildew, 010606 plant biology & botany, Reference genome
Abstract

Resistance to downy mildew (Plasmopara halstedii) in sunflower (Helianthus annuus L.) is conferred by major resistance genes, denoted Pl. Twenty-two Pl genes have been identified and genetically mapped so far. However, over the past 50 years, wide-scale presence of only a few of them in sunflower crop led to the appearance of new, more virulent pathotypes (races) so it is important for sunflower varieties to carry as wide a range of resistance genes as possible. We analysed phenotypically 12 novel resistant sources discovered in breeding pools derived from two wild Helianthus species and in eight wild Helianthus annuus ecotypes. All were effective against at least 16 downy mildew pathotypes. We mapped their resistance genes on the sunflower reference genome of 3,600Mb, in intervals that varied from 75Kb to 32Mb using an AXIOM® genotyping array of 49,449 SNP. Ten probably new genes were identified according to resistance spectrum, map position, hypersensitive response to the transient expression of a P. halstedii RXLR effector, or the ecotype / species from which they originated. The resistance source HAS6 was found to carry the first downy mildew resistance gene mapped on chromosome 11, whereas the other resistances were positioned on chromosomes 1, 2, 4 and 13 carrying already published Pl genes that we also mapped physically on the same reference genome. The new genes were designated Pl23-Pl32 according to the current nomenclature. However, since sunflower downy mildew resistance genes have not yet been sequenced, rules for designation are discussed. This is the first large scale physical mapping of both ten new and ten already reported downy mildew resistance genes in sunflower.

Published
2018

2. RXLR and CRN Effectors from the Sunflower Downy Mildew Pathogen Plasmopara halstedii Induce Hypersensitive-Like Responses in Resistant Sunflower Lines

Author

Laurence Godiard, Luis Buendia, Quentin Gascuel, Stéphane Muños, Nicolas Blanchet, Felicity Vear, Yann Pecrix, Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), French Laboratory of Excellence project 'TULIP' (Toward a unified theory of biotic interactions: role of environmental perturbations) : ANR-10-LABX-41, ANR-11-IDEX-0002-02, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Hypersensitive response, plasmopara halstedii, hypersensitive response, resistant sunflower, Plant Science, lcsh:Plant culture, 01 natural sciences, oomycete effectors, 03 medical and health sciences, downy mildew, Agrobacterium-mediated transient expression, subcellular localization, Plasmopara halstedii, resistance gene, Helianthus annuus, Botany, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:SB1-1110, Pathogen, mildiou du tournesol, Original Research, Genetics, Oomycete, amélioration génétique, Vegetal Biology, biology, Effector, Microbiology and Parasitology, food and beverages, biology.organism_classification, gène de résistance, Sunflower, Microbiologie et Parasitologie, maladie des plantes, 030104 developmental biology, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Downy mildew, Biologie végétale, 010606 plant biology & botany, sélection végétale
Abstract

Plasmopara halstedii is an obligate biotrophic oomycete causing downy mildew disease on sunflower, Helianthus annuus, an economically important oil crop. Severe symptoms of the disease (e.g. plant dwarfism, leaf bleaching, sporulation and production of infertile flower) strongly impair seed yield. Pl resistance genes conferring resistance to specific P. halstedii pathotypes were located on sunflower genetic map but yet not cloned. They are present in cultivated lines to protect them against downy mildew disease. Among the 16 different P. halstedii pathotypes recorded in France, pathotype 710 is frequently found, and therefore continuously controlled in sunflower by different Pl genes. High-throughput sequencing of cDNA from P. halstedii led us to identify potential effectors with the characteristic RXLR or CRN motifs described in other oomycetes. Expression of six P. halstedii putative effectors, five RXLR and one CRN, was analysed by qRT-PCR in pathogen spores and in the pathogen infecting sunflower leaves and these six effectors were selected for functional analyses. We developed a new method for transient expression in sunflower plant leaves and showed for the first time subcellular localization of P. halstedii effectors fused to a fluorescent protein in sunflower leaf cells. Overexpression of the CRN and of 3 RXLR effectors induced hypersensitive-like cell death reactions in some sunflower near-isogenic lines resistant to pathotype 710 and not in susceptible corresponding lines, suggesting they could be involved in Pl loci-mediated resistances.

Published
2016

3. Analyse de risque phytosanitaire [i]Plasmopara halstedii[/i] agent responsable de la maladie du mildiou du tournesol

Author

Frederic Suffert, François Delmotte, Marc Delos, Valérie Grimault, Denis Tourvieille de Labrouhe, Patrick Vincourt, Veronique Wilson, Philippe Reignault, Sylvie Augustin, Nathalie Breda, Philippe Castagnone, Bruno Chauvel, Nicolas Desneux, Abraham ESCOBAR GUTIERREZ, Laurent Gentzbittel, Herve Jactel, Jean-Claude Laberche, Thomas Le Bourgeois, Guy Lemperiere, Didier Mugniery, Pierre Silvie, Stéphan Steyer, François Verheggen, Thierry Wetzel, BIOlogie GEstion des Risques en agriculture - Champignons Pathogènes des Plantes ( BIOGER-CPP ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech, Santé Végétale ( SV ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École Nationale d'Ingénieurs des Travaux Agricoles - Bordeaux ( ENITAB ), Direction Générale de l'Alimentation, Ministère de l'Agriculture, de l'Agroalimentaire et de la Forêt ( DGAL-SDQPV ), 0971 Gip Geves SNES Angers, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Accueil GEVES ( Accueil GEVES ) -Groupe d'étude et de controle des variétés et des semences ( GEVES ) -Gip Geves SNES Angers ( Gip Geves SNES Angers ), UE 1375 Phénotypage Au Champ des Céréales, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Santé des plantes et environnement ( S.P.E. ) -Biologie et Amélioration des Plantes ( BAP ) -Phénotypage Au Champ des Céréales ( PHACC ), Interactions plantes-microorganismes et santé végétale, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de la Santé des Végétaux, Unité de Mycologie, Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail ( ANSES Maisons-Alfort ), Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant, Université du Littoral Côte d'Opale ( ULCO ), Unité de recherche Zoologie Forestière ( UZF ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] ( EEF ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Lorraine ( UL ), Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis] ( ISA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères ( P3F ), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement ( EcoLab (ENSAT-Bat A) ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse-PRES Université de Toulouse-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Biodiversité, Gènes & Communautés ( BioGeCo ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bordeaux ( UB ), Université de Picardie Jules Verne ( UPJV ), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations ( UMR AMAP ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Centre de Recherche et de Veille sur les maladies émergentes dans l'Océan Indien, Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ), Indépendant, UR Systèmes de cultures annuels, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ), Département Sciences du Vivant, Unité Biologie des nuisibles et biovigilance, Centre Wallon de Recherches Agronomiques ( CRA-W ), Faculté de Gembloux Agro-Bio Tech, Unité Entomologie fonctionnelle et évolutive, Université de Liège, Laboratoire de Virologie Végétale, RLP-Agroscience GmbH/Alplanta-Institute for Plant Research, ARP Mildiou du tournesol, Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail, Absent, BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture (BIOGER), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Santé Végétale (SV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École Nationale d'Ingénieurs des Travaux Agricoles - Bordeaux (ENITAB), Ministère de l'Agriculture, de l'Agroalimentaire et de la Forêt (DGAL-SDQPV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Accueil GEVES (Accueil GEVES)-Groupe d'étude et de controle des variétés et des semences (GEVES)-Gip Geves SNES Angers (Gip Geves SNES Angers), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Santé des plantes et environnement (S.P.E.)-Biologie et Amélioration des Plantes (BAP)-Phénotypage Au Champ des Céréales (PHACC), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Mycologie, Laboratoire de la Santé des Végétaux, Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant (UCEIV), Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO), Unité de recherche Zoologie Forestière (URZF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères (P3F), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Chercheur indépendant, Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre Wallon de Recherches Agronomiques (CRA-W), Contrat : 2012-SA-0159, Superviseur : Xavier Tassus, Commanditaire : Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (France), Type de commande : Commande avec contrat/convention/lettre de saisine, Date de signature : 2014-01-08, ProdInra, Archive Ouverte, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire de la Santé des Végétaux, Unité de Mycologie (LSV Nancy), Unité de recherche Zoologie Forestière (UZF), Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis] (ISA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Systèmes de Cultures Annuelles (UPR 102 SCA)

Subjects
[SDV] Life Sciences [q-bio], plasmopara halstedii, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio], helianthus annuus, analyse de risque phytosanitaire, directive 2000/29/CE, mildiou du tournesol, tournesol
Abstract

absent

Published
2014

4. La tolérance du tournesol aux maladies

Author

Vincourt, Patrick, As Sadi, F., Vear, Felicity, Bordat, Amandine, Tourvieille De Labrouhe, Denis, Godiard, Laurence, Interactions Plantes - Microorganismes, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), UMR 441-2594 INRA-CNRS, Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), Unité mixte de recherche interactions plantes-microorganismes, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
bioagresseur, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, sclerotinia, effecteur, pathogène des semences, helianthus annuus, résistance, phomopsis, phoma, pathogénicité, mildiou du tournesol
Abstract

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?

Published
2011

5. EST-derived markers highlight genetic relationships among Plasmopara halstedii French races

Author

Delmotte, François, Giresse, Xavier, Richard-Cervera, S., Tourvieille, Jeanne, Walser, Pascal, Tourvieille De Labrouhe, Denis, ProdInra, Archive Ouverte, Santé Végétale (SV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École Nationale d'Ingénieurs des Travaux Agricoles - Bordeaux (ENITAB), Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
[SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, PATHOTYPE, [SDV.SA] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, PLASMOPARA HALSTEDII, ESPÈCE INVASIVE, SNP, MILDIOU DU TOURNESOL, SUNFLOWER DOWNY MILDEW, INVASIVE SPECIES, EVOLUTION
Abstract

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.

Published
2009

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