Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Agronomical and molecular factors influencing bananas (Musa acuminata, AAA, cv ‘Grande-Naine’) susceptibility to crown rot disease
Lassois, Ludivine
2009
 

Files


Full Text
these lassoisludivine.pdf
Publisher postprint (2.27 MB)
Download

All documents in ORBi are protected by a user license.

Send to



Details



Keywords :
Banana; Colletotrichum musae; cDNA-AFLP; susceptibility; crown rot; source-sink ratio; banane; sensibilité; pourriture de couronne; rapport source-puits
Abstract :
[en] Crown rot affects export bananas in all producing countries and is considered to be one of the main export banana post-harvest disease. Variations are observed in the expression of crown rot symptoms. An original approach of the disease is proposed and consists on presenting the fruit quality potential at harvest as a key factor in crown rot development. This potential develops during growth of bananas in the field and depends on a physiological and a parasitical component. The physiological component refers here to the level of fruit susceptibility to crown rot and reflects the physiological state of the fruit. The aim of this study was to clarify the role of the fruit physiological component at harvest in the post-harvest crown rot development. It appears that the fruit physiological component at harvest greatly influence the postharvest disease development and thus the fruit susceptibility. Seasonal variations in disease severity were shown in two production area and are related to a variation of the fruit physiological component. In Guadeloupian conditions, the internal necrotic surface of the crown was nearly multiplied by 4 during 11 successive weeks. Two pre-harvest factors that could influence the fruit physiological component by modifying their susceptibility to crown rot, were identified: (i) hand position on the bunch and (ii) source-sink ratio of the banana plant (hand considered as sink and leaves as source). It was shown that within a bunch, there is a gradient of susceptibility to crown rot (r= -0.95), the hands initiated first (the upper ones) being more susceptible than those initiated last (the lower ones). These results also confirmed that source-sink ratio changes have a significant effect on fruit morphology and demonstrated that there is also an effect on fruit susceptibility to crown rot disease. When the sink is decreased by artificial removal of many hands, the level of fruit susceptibility to crown rot decreases. However, the molecular mechanisms underlying these quantitative host-pathogen relationships were still unknown. A study was designed to compare gene expression, by cDNA-AFLP, between crowns of bananas showing a high susceptibility (S+) and crowns of bananas showing a low susceptibility (S-) to Colletotrichum musae responsible for crown rot disease. This comparison was performed at two situation time: (i) between crowns (S+ and S-) collected one hour before infection and (ii) between crowns (S+ and S-) collected 13 days after infection. Genes implied in signaling pathway and proteolytic machinery were identified. It also appears that a cellulose synthase, a CAF1 gene, 2 glycolipid transfer protein and a dopamine-β-monooxygenase were differently expressed between bananas showing different levels of susceptibility. This is the first study of the characterization of the banana physiological component at harvest which influences the crown rot post-harvest disease development. In addition, to our knowledge, this work is the first to address both pre- and post-infection gene expression with the same host-pathogen combination and different susceptibility levels.
[fr] La maladie des pourritures de la couronne est considérée comme l’une des principales maladies post-récolte des bananes d’exportation. Elle se rencontre dans toutes les zones de production et des variations du niveau d’expression des symptômes sont observées. Une approche originale de l’étude du développement de la maladie est proposée dans ce travail et consiste à présenter le potentiel de qualité du fruit à la récolte comme un facteur déterminant dans le développement post-récolte de la maladie. Le potentiel de qualité s’élabore durant la phase de croissance du bananier et dépend d’une composante physiologique et parasitaire. La composante physiologique caractérise ici le niveau de sensibilité du fruit aux pourritures de la couronne. L’objectif de cette thèse est de clarifier le rôle de la composante physiologique du fruit à la récolte sur le développement post-récolte de la maladie. Au terme de cette étude, il apparaît que la composante physiologique du fruit à la récolte influence le développement post-récolte de la maladie et donc la sensibilité des fruits aux pourritures de la couronne. L’existence de variations saisonnières de sensibilité des fruits a été démontrée dans deux zones de production. En Guadeloupe, la surface de nécroses internes des couronnes a été presque multipliée par 4 durant 11 semaines successives. Deux facteurs pré-récolte pouvant influencer la composante physiologique du fruit en modifiant leur sensibilité aux pourritures ont été identifiés : (i) le niveau d’insertion de la main de banane sur le régime et (ii) le ratio source-puits du bananier (les mains étant considérées comme des puits et les feuilles comme des sources d’assimilats). En effet, une relation linéaire (r=-0.95) a été établie entre le niveau d’insertion du fruit sur le régime et sa sensibilité aux pourritures de la couronne. Les mains initiées en premier sont plus sensibles que les dernières sorties. Les essais menés ont confirmé que le ratio source-puits du bananier avait un effet significatif sur la morphologie des fruits mais ont également démontré un effet significatif sur la sensibilité des fruits aux pourritures de la couronne. Lorsque le nombre de puits diminue, suite à l’ablation de mains, la sensibilité des fruits restant sur le régime diminue également. Néanmoins, les processus sous-jacents ne sont pas connus et une approche moléculaire a été envisagée afin d’identifier les déterminants génétiques qui sous-tendent les réactions de sensibilité des fruits aux pourritures de la couronne. L’expression différentielle des gènes a été comparée, via cDNA-AFLP, entre des couronnes de bananes présentant une sensibilité élevée (S+) et des couronnes de bananes présentant une faible sensibilité (S-) à Colletotrichum musae, agent responsable des pourritures de la couronne. Cette comparaison a été réalisée à deux moments différents : (i) entre couronnes (S+ et S-) collectées une heure avant l’infection et, (ii) entre couronnes (S+ et S-) collectées 13 jours après l’infection. Des gènes impliqués dans la transduction du signal et dans la protéolyse ont été identifiés. D’autres gènes ont également été mis en évidence: une cellulose synthase, un gène CAF1, deux protéines de transfert de glycolipides et une dopamine-β-monooxygenase. Ce travail constitue la première étude concernant l’incidence de la composante physiologique des bananes à la récolte sur le développement post-récolte des pourritures de la couronne. De plus, à notre connaissance, ce travail est le premier qui évalue l’expression des gènes en situation de pré- et post-infection avec la même combinaison hôte-pathogène présentant des niveaux de sensibilité différents.
Disciplines :
Biotechnology
Phytobiology (plant sciences, forestry, mycology...)
Author, co-author :
Lassois, Ludivine  ;  Université de Liège - ULiège > Sciences agronomiques > Phytopathologie
Language :
English
Title :
Agronomical and molecular factors influencing bananas (Musa acuminata, AAA, cv ‘Grande-Naine’) susceptibility to crown rot disease
Alternative titles :
[fr] Facteurs agronomiques et moléculaires influençant la sensibilité des bananes (Musa acuminata, AAA, cv ‘Grande-Naine’) aux pourritures de la couronne
Defense date :
2009
Number of pages :
162
Institution :
ULiège. GxABT - Liège Université. Gembloux Agro-Bio Tech
Degree :
Docteur en sciences agronomiques et ingénierie biologique
Promotor :
Jijakli, Haissam  ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Gestion durable des bio-agresseurs
de Lapeyre de Bellaire, Luc
President :
Baudoin, Jean-Pierre ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Plant Sciences
Jury member :
du Jardin, Patrick  ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Plant Sciences
Kettmann, Richard ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Microbial, food and biobased technologies
Lepoivre, Philippe ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Gestion durable des bio-agresseurs
Mbéguié-A-Mbéguié, Didier
Available on ORBi :
since 16 December 2010

Statistics


Number of views
198 (27 by ULiège)
Number of downloads
885 (24 by ULiège)

Bibliography


Similar publications



Contact ORBi