Etude du déterminisme moléculaire du pouvoir pathogène d'Alternaria brassicicola, l'agent du black spot des crucifères

Abstract

Nous nous sommes intéressés à l étude des mécanismes de détournement des défenses chimiques des plantes hôtes (phytoanticipines et les phytoalexines) dans le but d identifier de potentiels déterminants du pouvoir pathogène chez Alternaria brassicicola. Les effets antimicrobiens des isothiocyanates (ITC) et des phytoalexines indoliques de crucifères sur différents paramètres de croissance de plusieurs souches d A. brassicicola ont tout d abord été étudiés. Les résultats obtenus confirment l effet inhibiteur des métabolites testés en particulier sur la germination des conidies et l élongation des hyphes germinatives. Ils,révèlent aussi une variabilité de réponses au sein cette espèce. La réponse transcriptomique d A. brassicicola à l exposition aux différents métabolites de défenses a été ensuite caractérisée. L analyse globale du transcriptome d A. brassicicola exposé aux ITC et à la camalexine a permis d identifier plusieurs gènes dont l expression est induite également in planta, suggérant un rôle potentiel dans le déterminisme du pouvoir pathogène du champignon. Cette étude a permis également de révéler pour la première fois le mode d action des ITC et de la camalexine sur A. brassicicola. Les ITC agissent en générant un stress oxydatif auquel le champignon répond en enclenchant une réponse mettant en jeu différentes pompes d efflux et l expression de plusieurs gènes codant des glutathion transférases (GSTs). L analyse fonctionnelle de l une de ces GSTs nommée AbGst1p suggère que cette protéine contribue activement à la détoxication des ITC par le pathogène durant l infection en catalysant leur conjugaison au GSH. Le mode d action de la camalexine serait similaire à celui décrit pour les bactéries et se traduirait par des perturbations au niveau de la membrane plasmique et de la paroi. En réponse à ce stress , une surexpression de plusieurs gènes codant des pompes d efflux est observée chez A. brassicicola. En parallèle, une approche ciblée, visant à caractériser deux gènes candidats AbAtrA et AbAtrB codant des ABC transporteurs, a été entreprise. Les résultats obtenus montrent que l expression de ces deux gènes est induite à la fois par différents métabolites antimicrobiens et in planta suggérant qu ils pourraient être potentiellement impliqués dans l expression du pouvoir pathogène d A. brassicicola.We have been interested in the study of the detoxification mechanisms toward host defense compounds (phytoanticipins and phytoalexins) in order to identify potential Alternaria brassicicola pathogeniciy determinants. This work started with the evaluation of the antimicrobial effects of ITC and crucifer indolic phytoalexins on various growth parameters of several A. brassicicola strains. The obtained results confirmed the antifungal effects of the tested metabolites mainly on conidia germination and germ-tube elongation, and reveal a response variability within the studied strains. The transcriptomic responses occurring in A. brassicicola germinating conidia treated with different host defense compounds were then investigated. The analysis of A. brassicicola whole transcriptome after exposure to ITC and camalexin, allowed us to identify several genes which are differentially expressed and up-regulated in planta suggesting a potential involvement during host infection. The data generated by this study throws light, for the first time, on the mode of action of ITC and camalexin. Following exposure to ITC, A. brassicola displays a response similar to that expressed during oxidative stress, by activating the expression of several GSTs and drug efflux genes. Functional analysis of one of the ITC-induced GST named AbGst1p, suggested that this protein may actively contribute to ITC detoxification by catalyzing their conjugation to GSH during the interaction. The mode of action of the phytoalexin camalexin was similar to that described for bacteria and is suggestive of alterations in the cell wall and plasma membrane. In response to this stress, several genes coding for drug efflux pumps were upregulated. At the same time, a targeted approach was also undertaken which consisted in cloning of two ABC transporters encoding genes, AbAtrA and AbAtrB. The obtained results showed that these two genes were upregulated by different crucifer antimicrobial compounds and also during host infection suggesting that these genes are potentially involved in A. brassicicola pathogenesis.ANGERS-BU Lettres et Sciences (490072106) / SudocSudocFranceF