Role of MCC/eisosome domains and chromatin modifications in A. brassicicola pathogenicity.

Alternaria brassicicola est un champignon nécrotrophe phytopathogène responsable de la maladie des taches noires des Brassicacées. Outre la contamination des organes végétatifs de ses plantes hôtes, ce champignon est connu comme étant capable d’infecter leurs organes reproducteurs, et notamment les semences. Ces semences sont des organes particuliers très pauvres en eau, par conséquent A. brassicicola doit être capable de résister à des conditions de stress hydrique et osmotique extrêmement importantes. Deux mécanismes moléculaires, les domaines MCC/eisosome et le remodelage de la chromatine, ont été identifiés comme de potentiels acteurs impliqués dans la colonisation des semences, que ce soit en terme de pouvoir pathogène ou de résistance aux stress. Pour cela, nous avons procédé à une approche de génétique inverse afin d’étudier l’influence de ces deux mécanismes dans la réponse d’A. brassicicola à des contraintes in vitro (molécules de défense des plantes et stress hydrique, osmotique, oxydatif, etc.) et in vivo (colonisation de semences d’arabette et de feuilles de chou). Nous avons montré que les domaines MCC/eisosome sont faiblement impliqués dans la réponse au stress d’A. brassicicola mais jouent un rôle important dans la synthèse des appressoria d’A. brassicicola. Nous avons également montré que le remodelage de la chromatine est extrêmement important pour la réponse aux stress osmotiques et oxydatifs d’A. brassicicola et pour la régulation de sa production en métabolites secondaires. Les résultats obtenus lors de cette thèse permettent de préciser le rôle des domaines MCC/eisosome et du remodelage de la chromatine chez A. brassicicola et mettent en avant le rôle d’autres mécanismes tels que le métabolisme azoté et les espèces réactives de l’oxygène dans son pouvoir pathogène.Alternaria brassicicola is a phytopathogenic necrotrophic fungus responsible for the black spot disease of Brassicaceae. In addition to contaminating the vegetative organs of its host plants, this fungus is known to infect their reproductive organs, including seeds. Seeds are particular organs with very low water content, therefore A. brassicicola must be able to withstand extremely high water and osmotic stress conditions. Two molecular mechanisms, the MCC/eisosome domains and chromatin remodelling, have been identified as potential actors involved in seedcolonization, both in terms of pathogenicity and stress resistance. To this end, we carried out a reverse genetic approach to study the influence of these two mechanisms on the response of A. brassicicola to constraints in vitro (plant defence molecules and water stress, osmotic, oxidative, etc.) and in vivo (colonization of arabette seeds and cabbage leaves). We showed that MCC/eisosome domains were weakly involved in the stress response of A. brassicicola but played an important role in the synthesis of A. brassicicola appressoria. We also showed that chromatin remodelling was extremely important for response of A. brassicicola to osmotic and oxidative stresses and for regulation of secondary metabolite production. The results obtained during this thesis led to clarify the role of MCC/eisosome domains and chromatin remodelling process in A. brassicicola and highlight the role of other mechanisms, such as nitrogen metabolism and reactive oxygen species in its pathogenicity

Rôle des domaines MCC/eisosome et des modifications de la chromatine dans le pouvoir pathogène d'A. brassicicola.

Alternaria brassicicola is a phytopathogenic necrotrophic fungus responsible for the black spot disease of Brassicaceae. In addition to contaminating the vegetative organs of its host plants, this fungus is known to infect their reproductive organs, including seeds. Seeds are particular organs with very low water content, therefore A. brassicicola must be able to withstand extremely high water and osmotic stress conditions. Two molecular mechanisms, the MCC/eisosome domains and chromatin remodelling, have been identified as potential actors involved in seedcolonization, both in terms of pathogenicity and stress resistance. To this end, we carried out a reverse genetic approach to study the influence of these two mechanisms on the response of A. brassicicola to constraints in vitro (plant defence molecules and water stress, osmotic, oxidative, etc.) and in vivo (colonization of arabette seeds and cabbage leaves). We showed that MCC/eisosome domains were weakly involved in the stress response of A. brassicicola but played an important role in the synthesis of A. brassicicola appressoria. We also showed that chromatin remodelling was extremely important for response of A. brassicicola to osmotic and oxidative stresses and for regulation of secondary metabolite production. The results obtained during this thesis led to clarify the role of MCC/eisosome domains and chromatin remodelling process in A. brassicicola and highlight the role of other mechanisms, such as nitrogen metabolism and reactive oxygen species in its pathogenicity.Alternaria brassicicola est un champignon nécrotrophe phytopathogène responsable de la maladie des taches noires des Brassicacées. Outre la contamination des organes végétatifs de ses plantes hôtes, ce champignon est connu comme étant capable d’infecter leurs organes reproducteurs, et notamment les semences. Ces semences sont des organes particuliers très pauvres en eau, par conséquent A. brassicicola doit être capable de résister à des conditions de stress hydrique et osmotique extrêmement importantes. Deux mécanismes moléculaires, les domaines MCC/eisosome et le remodelage de la chromatine, ont été identifiés comme de potentiels acteurs impliqués dans la colonisation des semences, que ce soit en terme de pouvoir pathogène ou de résistance aux stress. Pour cela, nous avons procédé à une approche de génétique inverse afin d’étudier l’influence de ces deux mécanismes dans la réponse d’A. brassicicola à des contraintes in vitro (molécules de défense des plantes et stress hydrique, osmotique, oxydatif, etc.) et in vivo (colonisation de semences d’arabette et de feuilles de chou). Nous avons montré que les domaines MCC/eisosome sont faiblement impliqués dans la réponse au stress d’A. brassicicola mais jouent un rôle important dans la synthèse des appressoria d’A. brassicicola. Nous avons également montré que le remodelage de la chromatine est extrêmement important pour la réponse aux stress osmotiques et oxydatifs d’A. brassicicola et pour la régulation de sa production en métabolites secondaires. Les résultats obtenus lors de cette thèse permettent de préciser le rôle des domaines MCC/eisosome et du remodelage de la chromatine chez A. brassicicola et mettent en avant le rôle d’autres mécanismes tels que le métabolisme azoté et les espèces réactives de l’oxygène dans son pouvoir pathogène

Implication des mécanismes de remodelage de la chromatine dans le processus infectieux d’Alternaria brassicicola

International audienc

Role of Membrane Compartment Occupied by Can1 (MCC) and eisosome subdomains in plant pathogenicity of the necrotrophic fungus Alternaria brassicicola

International audienc

Responses of the necrotrophic fungus Alternaria brassisicola to the indolic phytoalexin brassinin

International audienceAlternaria brassicicola is the causative agent of black spot disease in Brassicaceae. During host infection, this necrotrophic fungus is exposed to high levels of antimicrobial defence compounds, such as the indolic phytoalexin brassinin. To gain insights into the cellular mechanisms by which this compound exerts its toxicity and investigate the adaptive strategies used by the fungus, we first analyzed fungal transcriptional responses to short-term exposure to brassinin and then used additional functional approaches. This study supports the hypothesis that indolic phytoalexin primarily targets mitochondrial functions in fungal cells. Indeed, we notably observed that phytoalexin treatment of A. brassicicola disrupted the mitochondrial membrane potential and resulted in a significant and rapid decrease in the oxygen consumption rates. Secondary effects, such as ROS production, changes in lipid and endoplasmic reticulum (ER) homeostasis were then found to be induced. Consequently, the fungus has to adapt its metabolism to protect itself against the toxic effects of these molecules, especially via the activation of high osmolarity glycerol (HOG) and cell wall integrity (CWI) signaling pathways and by induction of the unfolded protein response (UPR)