Analyse du processus infectieux de Mycosphaerella graminicola, agent responsable de la septoriose du blé

Abstract

Le champignon Mycosphaerella graminicola est l agent causal d une des septorioses du blé. Malgré des études histologiques préalables, certains aspects, telle la longue phase asymptomatique post-pénétration, demeuraient mal compris. D autre part, très peu de déterminants moléculaires du pouvoir pathogène étaient connus lors de l initiation de ce travail. Nous avons donc cherché à mieux comprendre le cycle de développement de M. graminicola à travers l étude de mutants résultant soit d une stratégie de mutagenèse insertionnelle aléatoire par plasmide soit d une approche gène-candidat . Deux étapes de criblage, selon des tests mis au point au cours de ce travail, ont abouti à l isolement de onze mutants présentant des altérations significatives de leur pathogénie. Des études microbiologique, cytologique et microscopique plus approfondies menées sur sept de ces onze mutants ont mis en évidence trois phases majeures dans le processus infectieux de M. graminicola. L analyse moléculaire, de par la complexité du profil d intégration du plasmide mutagène, n a pu être menée que sur deux mutants, A18 et D22, pour lesquels les régions flanquant l insertion du plasmide ont pu être clonées. Toutefois, la corrélation entre l insertion du plasmide et le phénotype mutant n a été démontrée que pour D22. Une seconde approche de type gène candidat a permis de cloner et de caractériser le gène MgMK1 de M. graminicola orthologue du gène PMK1 de M. grisea codant une MAP kinase impliquée dans la pathogénie. Cette stratégie gène candidat n étant pas envisageable sur la totalité des gènes de M. graminicola, tant pour des raisons techniques que de ressources, s avère complémentaire de la première.Mycosphaerella graminicola is the causal agent of wheat leaf blotch. At the beginning of this work, very few was known about M; graminicola infection cycle, especially at the molecular level. In order to better understand the infection process of this fungus on its host plant, we developed strategies to generate and study pathogenicity mutants. A first approach was random insertional mutagenesis using a plasmid as mutagen. Using two successive screening steps set up during this work, eleven pathogenicity mutants were recovered. More detailed phenotypic analyses of these mutants allowed to identify three major steps in M. graminicola infection cycle : (1) the development of infection hyphae allowing stomatal penetration, (2) the differenciation of invasive hyphae associated with plant tissue colonization and (3) the formation of reproductive hyphae correlated with the diffenciation of pycnidia. Unfortunately, the molecular analysis of these mutants revealed to be laborious as many of them were too complex to be studied. Sequences flanking the insertion were recovered for two mutants, A18 and D22, but the relationship between the plasmid insertion and the mutant phenotype was demonstrated only for the mutant strain D22. A candidate gene approach.was also developed to investigate the role of MgMK1, a PMK1-like orthologous gene, encoding a MAP kinase. Mutant strains were obtained using gene replacement and shown to be non pathogenic, due to a major alteration of stomatal penetration. Altogether, these results show that the two strategies are complementary to identify and study molecular determinants of pathogenicity in a plant pathogenic fungus.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF