There is currently no text in this page. You can search for this page title in other pages, search the related logs, or edit this page.
Stage:142
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Interactions Plantes Micro-organismes (LIPM)
Equipe d'accueil : Résistance, sensibilité et mort cellulaire chez Arabidopsis thaliana en réponse à des bactéries pathogènes (Y. Marco et D. Roby / LIPM)
Encadrant(e)(s) : Richard Berthomé/05 61 28 55 09/rberthome@toulouse.inra.fr
Dans leur habitat naturel, les plantes sont contraintes de s’adapter à des stress multiples (biotiques et abiotiques) pour survivre et achever leur cycle de développement. De nombreux travaux ont permis d’identifier des composantes végétales essentielles de la réponse à ces stress appliqués séparément. Toutefois, nos connaissances sur les mécanismes leur permettant d’intégrer et de répondre simultanément à de multiples agressions restent parcellaires (1, 2). Des travaux récents montrent que les réponses de défense des plantes aux agents pathogènes sont fortement dépendantes des conditions environnementales. Ainsi, une élévation de la température, de l’ordre de 3 à 5°C, affecte de manière importante la résistance des plantes aux bactéries, champignons, virus et insectes (3-6). Cependant, peu de travaux ont été consacrés à la compréhension de ce phénomène qui dans un contexte global de réchauffement climatique, revêt un intérêt évident.
Nous avons montré récemment, au LIPM, que la mise en place de la résistance spécifique d’A. thaliana liée à la protéine de résistance RRS1-R (7, 8) est inhibée par une augmentation de température de 3°C (par un passage de 27°C à 30°C), et est associée à une prolifération bactérienne plus importante in planta. Ceci corrobore les observations faites sur le développement de la maladie sur les espèces d’intérêt agronomique (tomate, …) en champs (9). De plus, diverses analyses du transcriptome réalisées dans l’équipe (plantes résistantes ou sensibles infectées par la bactérie, plantes exprimant de façon inductible l’effecteur d’avirulence de Ralstonia, PopP2) montrent clairement que les profils d’expression de nombreux gènes impliqués (i) dans les voies de signalisation calcique (dont les gènes codant pour des Calmodulin-like [CMLs]) (10), mais aussi (ii) liés aux métabolismes de l’ABA et de l’auxine sont fortement modifiés à 27°C. De plus des mutants altérés dans la capacité à développer des symptômes de maladie à 27°C (i.e. irx, clavata), présentent des modifications du profil d’expression de gènes liés aux voies de signalisation Ca2+. Parmi les acteurs de la signalisation calcique, les «calcium sensors» et notamment les CMLs, contribuent à la mise en place de réponses vis à vis à de stress environnementaux, biotiques et abiotiques. Ainsi, des mutants cml9 présentent, une tolérance accrue au déficit hydrique liée à une hypersensibilité à l’ABA mais également une sensibilité accrue à la bactérie phytopathogène, Pseudomonas syringae (11, 12). D'autre part la surexpression d'une autre CML, CML8, provoque une tolérance des plantes à Ralstonia à 27°C.
Ces données ainsi que des études récentes suggèrent qu’il existe des connexions complexes entre réponses aux facteurs biotiques et abiotiques. Par ailleurs, R. solanacearum étant un pathogène tellurique, un intérêt particulier sera porté aux réponses de défense au cours des étapes précoces de l’infection au niveau racinaire, organe dont les réponses aux agents pathogènes sont encore peu connues. En effet, des travaux montrent que des mécanismes spécifiques finement régulés au niveau racinaire sont mis en place en réponse à des éliciteurs bactériens (13). Dans ce contexte, les objectifs du sujet de M2R proposé, sont :
(i) De préciser le rôle de composantes de voies de signalisations dépendantes du Ca2+ dans les réactions de défenses à R. solanacearum.
(ii) D’étudier l’impact de l’élévation de la température sur la réponse de la plante associé à l’altération spécifique du dialogue moléculaire entre les deux acteurs majeurs de la perception, la protéine de résistance RRS1 et la protéine d’avirulence correspondante PopP2, ou à l’altération des voies de signalisation déjà identifiées
(iii) D’étudier l’impact d’une élévation de la température sur les composantes calciques et ses conséquences sur la réponse de défense des plantes.
Des tests de sensibilité seront réalisés en condition d’inoculation standard et en condition hydroponique, méthode nouvellement mise en place au LIPM, permettant d’accéder facilement au système racinaire de plantes inoculées. La résistance de différents plantes d’arabidopsis mutantes (perte de fonction) ou sur-exprimant différentes CMLs (disponibles dans l’équipe Signalisation calcique cytosolique et nucléaire chez les végétaux du LRSV) ainsi que de lignées altérées dans différents gènes participant au contrôle du développement de la maladie ou de la résistance/susceptibilité des plantes à R. solanacearum sera évaluée à 27 et à 30°C. Les variations de calcium au niveau nucléaire et cytosolique seront quantifiées in planta grâce à une nouvelle méthode, mise en place par l’équipe du LRSV en collaboration avec la plateforme de microscopie FRAIB. Enfin, la régulation transcriptionnelle des gènes codant les composantes de la signalisation calcique sera analysée dans ces différentes conditions par RT-QPCR ou à l’aide de lignées Promoteur-gene rapporteur pour l’analyse de l’expression spatio temporelle de ces gènes.
Références bibliographiques
1.Atkinson et al. (2013). Plant Phys., 162:2028-2041.
2.Suzuki et al. (2014). New Phytol., 203:32-43
3.Alcazar R, Parker JE (2011). Trends Plant Sci., 16:666-675.
4.Jablonska et al (2007). Plant Physiol., 143: 1044-1054.
5.Xiao et al (2003). Mol Plant Microbe Interact, 16:289-294.
6.Mang et al (2012). Plant Cell, 24:1271-1284.
7.Deslandes, L., et al (2002). Proc Natl Acad Sci U S A, 99: 2404-9.
8.Deslandes, L., et al.(2003). Proc Natl Acad Sci U S A,100: 8024-9.
9.Hayward AC (1991). Annu Rev Phytopathol., 29:65-87.
10.Cheval et al.(2013).. Biochimica et Biophysica Acta, 1833: 1766-1771.
11.Magnan et al.(2008). Plant J., 56 : 575-589.
12.Leba et al.(2012). Plant J., 71:976-89.
13.Millet et al. (2010). Plant Cell, 22:973-990.