Identification et caractérisation fonctionnelle de gènes impliqués dans l'induction et la régulation de la réaction hypersensible et la résistance locale acquise chez la tabac

Abstract

La réaction d hypersensibilité (HR) est l un des mécanismes de défense les plus efficaces dont dispose la plante pour lutter contre l attaque par des agents pathogènes. Phénotypiquement, la HR correspond à la mort programmée des cellules percevant l infection. Dans les cellules adjacentes, on observe une forte induction de réponses de défense. Cette zone correspond à la part vivante de la HR, que nous appelons résistance locale acquise ou LAR en références aux travaux de Ross au début des années 1960. HR et LAR participent ensembles au confinement de l infection au site d attaque. Alors que la HR est induite par des signaux exogènes issus de l agent pathogène, la LAR est induite par des signaux endogènes libérés par les cellules en état de HR. Ainsi, les gènes inducteurs du phénomène LAR, dont aucun n était connu, présentent un patron d expression spécifique de la HR. Le premier objectif de ma thèse a été de mettre en œuvre une stratégie permettant de selectionner des gènes potentiellement impliqués dans l induction du phénomène LAR. Un criblage par Differential Display Reverse Transcript Polymerase Chain Reaction a permis de sélectionner 24 ESTs (expressed sequence tag), parmi 5000 à 10000 transcripts analysés, présentant une expression spécifique au cours de la HR induite par infiltration d élicitine dans les feuilles de tabac. Le deuxième objectif de ma thèse a été de mettre en œuvre une analyse fonctionnelle de gain et de perte de fonction pour tester le rôle potentiel dans la mise en place du phénomène LAR de trois gènes parmi les vingt quatre issus du crible. J ai pu montrer que, parmi les 3 gènes, l extinction par Virus-Induced Gene Silencing du gène NtRING1, codant une E3 ligase putative à domaine RING, retarde la mise en place de la HR et l induction de gènes de défense. Parmi les cinq gènes issus du crible et analysés fonctionnellement jusqu à présent, NtRING1 et NtLRP1 semblent impliqués dans l exécution de la HR.The hypersensitive response (HR) is one of the most efficient plant defense mechanisms against pathogens. Phenotypically, the HR corresponds to the lesions developing at the infection sites. In the narrow zone surrounding the cells undergoing the HR cell death, a strong activation of defense responses occurs contributing to a local, highly inhospitable environment for the invading pathogen. This latter phenomenon was called localized acquired resistance (LAR). It corresponds to the living component of the HR. Whereas the HR is induced by exogenous signals issuing from the pathogen, LAR is triggerred by endogenous signals issuing from the plant cells undergoing the HR. Consequently, the genes inducing LAR, whose none are known yet, should be characterized by a HR-specific expression profile. The first part of this work consisted in the set-up of a strategy aimed to isolated such latter genes. A screening by Differential Display Reverse Transcript Polymerase Chain Reaction allowed to isolate 24 ESTs (expressed sequence tag) with such an expression profile. A second part of the work consisted in the functional characterization, by loss- and gain-of-function experiements, of 3 genes issuing from that screen. Among the three genes, silencing by Virus-Induced Gene Silencing of NtRING1, encoding a putative E3 ligase with a RING-finger motive delays the HR in tobacco induced by ß-megaspemin, a well as the expression of different defense-related genes. Among the 5 genes issuing from the screen and so far analyzed at the fonctional level, NtRING1 and NtLRP1 appeared involved in the execution of the HR.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF