Caracterization of the osmosignaling cascade os in Botrytis cinerea

Abstract

Les cascades de signalisation fongiques du type Hog1 sont impliquées dans diverses fonctions telles l'adaptation aux stress, la résistance aux fongicides, le développement et, dans certains cas, la virulence. Nous avons caractérisé la cascade homologue chez l'ascomycète phytopathogène Botrytis cinerea via l'inactivation de l'histidine-kinase senseur Bos1, sa relation par rapport à la MAPK Sak1 et la régulation de gènes cibles. Les analyses de phosphorylation montrent que Bos1 inhibe la phosphorylation de Sak1 en l'absence de stimulus externe. En conditions de stress, cette inhibition est levée conduisant à la phosphorylation de Sak1, laquelle est impliquée dans l'adaptation aux stress ionique et peroxide, le développement des macroconidies, la pénétration et le développement des nécroses. Par un test d'épistasie, nous montrons que Bos1 régule certaines fonctions cellulaires indépendamment de Sak1 (sensibilité au superoxide; adaptation et conidiation en milieu hyperosmotique neutre; sensibilité aux fongicides de la classe des dicarboximides, phénylpyrroles et aromatiques; production de la mélanine). Deux cascades parallèles sous le contrôle de Bos1 régulent l'intégrité de la paroi et le développement des appressoria et des sclérotes. Afin d'identifier des gènes régulés par la cascade Bos1-Sak1, nous avons réalisé des analyses de RT-qPCR sur des gènes sélectionnés en fonction des phénotypes mutants. Certains des phénotypes peuvent ainsi être corrélés à des expressions différentielles des gènes chez les mutants. Les profils d'expression, en conditions standard, de la plupart des gènes co-régulés par Bos1 et Sak1 corroborent le contrôle négatif de la phosphorylation de Sak1.Hog1-like fungal signal transduction cascades are involved in diverse cellular functions, such as adaptation to various stresses, fungicide resistance, development and, in some cases, virulence. In this work we characterized the homologous pathway of the plant pathogenic ascomycete Botrytis cinerea via the inactivation of the sensor histidine kinase Bos1, its relationship to the downstream MAP kinase (MAPK) Sak1, and the regulation of target genes. Phosphorylation assays show that, without any external stimulus, Bos1 inhibits Sak1 phosphorylation. Under stress conditions, this inhibition is released, leading to Sak1 phosphorylation, which is involved in the adaptation to high ionic and peroxide stress, macroconidia development, plant penetration and necrosis development. Through an epistasis test, we demonstrate that Bos1 regulates certain functions, independently of Sak1. They include superoxide tolerance, adaptation and conidiation on high neutral osmolarity, and susceptibility to three families of fungicides (dicarboximides, phenylpyrroles and aromatic hydrocarbons) as well as melanin production. Cell wall integrity, appressoria- and sclerotia development are probably controlled by two parallel signalling cascades both regulated by the Bos1 HK. To identify the downstream genes regulated by the Bos1-Sak1 cascade, real-time RT-PCR analysis was conducted on selected sets of genes based on the different mutant phenotypes. Some but not all phenotypes can be related to differential gene expression. Expression pattern of most Bos1-Sak1 controlled genes under standard conditions corroborates the negative control of Sak1 phosphorylation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF