Thèse Paysage du Fitness de Dickeya Lors d'Une Infection Systémique Depuis le Sol Vers les Organes Aériens de Pomme de Terre H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : INSA Lyon École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : MAP - MICROBIOLOGIE, ADAPTATION ET PATHOGENIE Direction de la thèse : Feteh El Zahar HAICHAR ORCID 000000033687052 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-09T23:59:59 Les bactéries du genre Dickeya (notamment D. solani, D. dianthicola et D. dadantii) sont des
pathogènes majeurs des cultures de pomme de terre (Solanum tuberosum) en Europe, capables de coloniser systématiquement les plantes depuis le sol jusqu'aux organes aériens et tubercules. Ce projet vise à identifier, par une approche RB-TnSeq (Random Barcode Transposon Sequencing), les gènes essentiels à chaque étape clé de l'infection : entrée racinaire, colonisation vasculaire, migration
systémique et recolonisation des organes distaux. Les cibles génétiques identifiées seront validées fonctionnellement par création de mutants de délétion et évaluation de leur fitness in planta. Ce travail permettra de révéler les déterminants moléculaires de la dissémination systémique et d'identifier de nouvelles cibles pour bloquer la propagation interne de ces pathogènes. Contexte scientifique
1. Enjeu agronomique et biologique
Les espèces Dickeya sont responsables de pourritures molles et de flétrissements vasculaires chez de
nombreuses plantes dont la pomme de terre, entraînant des pertes économiques majeures [1]. Leur
capacité à infecter les racines, coloniser le xylème, et se disséminer vers les tubercules en fait des
pathogènes particulièrement redoutables. Contrairement aux études existantes, qui se limitent
souvent à des infections locales (feuilles, tiges, tubercules inoculés directement[2], [3], [4]), ce projet
propose une approche systémique, analysant le cycle infectieux complet depuis le sol.
2. État de l'art et limites actuelles
Les études Tn-Seq classiques (ex. : D. solani/dadantii/dianthicola sur pomme de terre[2], [4], D.
dadantii sur feuille d'endive[3]) ont identifié des gènes de virulence, mais : (1) elles ciblent des
infections locales (pas de dissémination systémique) ; (2) elles utilisent souvent des protocoles biaisés
(recroissance in vitro avant séquençage[4]) ; (3) aucune étude n'a encore analysé le fitness lors d'une
infection naturelle et systémique (sol racines organes distaux) ; (4) D. dadantii, D. solani et D.
dianthicola ont été étudiés en infection de tige, mais sans évaluation de la colonisation systémique [5].
3. Originalité du projet
(1) Première analyse RB-TnSeq pour une infection systémique complète chez 3 espèces du genre
Dickeya.
(2) Validation fonctionnelle des gènes candidats par mutagenèse ciblée et tests in planta.
(3) Approche comparative entre trois espèces (D. solani, D. dianthicola, D. dadantii) dans le but
d'identifier des stratégies de biocontrôle communes ou spécifiques.
Objectifs scientifiques
Question centrale : Quels gènes sont requis pour la transition d'une infection locale à une infection
systémique chez Dickeya ?
Objectifs spécifiques :
1. Mise en place du RB-Tnseq au laboratoire (basé sur [6])
2. Identifier les gènes essentiels à l'entrée racinaire (racines intactes vs. légèrement blessées).
3. Caractériser les gènes nécessaires à la colonisation vasculaire (survie dans le xylème,
progression vers les organes aériens).
4. Décrypter les déterminants de la migration systémique (passage racines => tige => feuilles).
5. Valider fonctionnellement les cibles par construction de mutants de délétion et évaluation de
leur fitness in planta. Objectifs scientifiques
Question centrale : Quels gènes sont requis pour la transition d'une infection locale à une infection
systémique chez Dickeya ?
Objectifs spécifiques :
1. Mise en place du RB-Tnseq au laboratoire (basé sur [6])
2. Identifier les gènes essentiels à l'entrée racinaire (racines intactes vs. légèrement blessées).
3. Caractériser les gènes nécessaires à la colonisation vasculaire (survie dans le xylème,
progression vers les organes aériens).
4. Décrypter les déterminants de la migration systémique (passage racines => tige => feuilles).
5. Valider fonctionnellement les cibles par construction de mutants de délétion et évaluation de
leur fitness in planta. Méthodes utilisées
1. RB-TnSeq : Séquençage haut débit de mutants barcodés
Le RB-Tnseq repose sur :
La création d'une banque de mutants de Dickeya (chaque mutant porte un transposon
+ barcode unique) et séquençage de la banque après croissance in vitro permet
d'associer un mutant à son barcode unique.
L'inoculation de plants de pomme de terre (S. tuberosum) par arrosage du sol ou
infection racinaire localisée avec cette banque.
L'échantillonnage des organes (racines, tiges, feuilles) à différents temps
(correspondant à >10 générations bactériennes).
L'extraction de l'ADN bactérien, amplification des barcodes par PCR et le séquençage
Illumina permet d'identifier les mutants sur ou sous représentés après infection.
L'analyse bioinformatique :
- Analyse des mutants sur ou sous représentés après infection.
- Calcul du fitness relatif de chaque mutant (comparaison input vs output).
- Identification des gènes importants/essentiels (fitness réduit) ou causant une
baisse du pouvoir pathogène (fitness accru).
2. Validation fonctionnelle des cibles
Sélection des gènes candidats :
- Gènes avec un fitness significativement altéré dans un ou plusieurs organes.
- Priorisation des gènes conservés entre espèces.
Construction de mutants de délétion :
- Utilisation de la recombinaison homologue (ex. : système sacB ou CRISPR-Cas9).
- Vérification par PCR et séquençage.
Tests de fitness in planta :
- Compétition entre souche sauvage et mutant (co-inoculation, ratio initial connu).
- Mesure du ratio final après colonisation (par CFU ou qPCR).
- Evaluation des symptômes in planta en fonction des mutants.

Formation: Master en microbiologie, biologie moléculaire, ou génétique (1er tiers de sa
promotion pour présentation devant l'école doctorale E2M2).
Expérience Techniques de mutagenèse bactérienne, culture in planta, qPCR.
Idéalement : Analyse de données NGS (R, Python, Galaxy), alignement de séquences, Bioinformatique.
Autonomie, Capacité à mettre en place le RB-TnSeq (méthode nouvelle pour le laboratoire).
Langues Français ou anglais courants (rédaction, présentations).
Qualités Rigueur, esprit analytique, motivation pour la recherche fondamentale et
appliquée.