Etude des fonctions intercellulaires impliquées dans la résistance liée à l'âge chez Nicotiana tabacum vis-à-vis de l'oomycète pathogène Phytophthora parasitica

Description

Au sein du règne végétal, l'acquisition d'une résistance aux agents pathogènes au cours du développement est un phénomène largement répandu. Cette résistance polymorphe, parfois appelée ARR (Age-Related Resistance), a été peu étudiée d'un point de vue cellulaire et moléculaire. Nous avons développé une étude des fonctions intercellulaires requises pour l'expression de l'ARR chez Nicotiana tabacum qui acquiert une résistance à l'oomycète Phytophthora parasitica au moment de la transition florale. Chez le tabac, l'ARR est associée à des modifications intercellulaires qui perturbent la croissance in planta de l'oomycète. Par l'étude de l'apoplasme foliaire, nous démontrons tout d'abord que des molécules apoplastiques activent une forme de mort cellulaire de type vacuolaire dans les zoospores de P. parasitica. Nous montrons ainsi que la mort cellulaire programmée chez un microorganisme phytopathogène, tout comme la mort cellulaire associée à la réaction d'hypersensibilité chez l'hôte végétal, fait partie des réponses cellulaires complexes qui régulent les interactions entre les plantes et les agents pathogènes. Par des analyses transcriptomiques, nous avons ensuite montré que des gènes codant des protéines de défense sécrétées (PR-1a et PR-2) ainsi que des protéines pariétales (TLRP et LFP) sont spécifiquement surexprimés au cours de l'ARR, et ce au travers d'au moins deux voies de signalisation dépendantes ou indépendantes de l'acide salicylique. Cette analyse suggère que la défense intercellulaire et des modifications de la paroi sont requises pour l'établissement de l'ARR. Des études fonctionnelles de ces protéines intercellulaires ont ensuite été réalisées. Dans le cas de la protéine acide PR-1a de fonction inconnue, des expérimentations réalisées in vitro avec la protéine recombinante suggèrent que PR-1a ne provoque pas la mort cellulaire chez P. parasitica au cours de l'ARR. Par ailleurs, l'extinction génique post-transcriptionnelle du gène PR-1a augmente la sensibilité du tabac vis-à-vis de l'oomycète, mais ne modifie pas l'établissement de l'ARR et de la résistancc systémique acquise (SAR). Dans les lignées incapables de sécréter PR-l a, un traitement à l'acide salicylique conduit à la surexpression de PRP1 qui code pour unc isoforme basique membre de la même famille protéique que PR-1a. Ces résultats montrent que la fonction de PR-la n'est pas requise pour l'établissement de l'ARR et de la SAR, indiquent que PR-la réprime PRP1 et suggèrent une redondance fonctionnelle au sein de la famille PR-l. En s'appuyant sur l'analyse des activités enzymatiques modifiées dans les lignées déficientes pour PR-la ainsi que sur la localisation de PR-la au niveau de sites pariétaux enrichis en β-(1->3)-glucanes, nous proposons que les protéines PR-l régulent les β-(1→3)-glucanases intercellulaires. Enfin, le retard de floraison induit par la perte de fonction de PR-la est indicatif du rôle de ce gène de défense dans un processus ontogénique et permet d'établir un lien fonctionnel entre réponses de défense et développement reproductif chez les plantes.

Abstract

Soutenue le 2 juin 2006 Diplôme : Dr. d'Universite

Additional details