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Stage:160
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM)
Equipe d'accueil : Yves Marco/Dominique Roby
Encadrant(e)(s) : Sylvain Raffaele (sylvain.raffaele@toulouse.inra.fr, 05 61 28 53 26)
Sclerotinia sclerotiorum est le champignon pathogène responsable de la pourriture blanche sur prés de 400 espèces végétales, dont de nombreuses espèces d’intérêt agronomique. Sur colza notamment, cette maladie cause plusieurs centaines de millions d’euros de pertes chaque année. De plus, S. sclerotiorum infecte naturellement de nombreuses espèces de la famille des Brassica, telle que la plante modèle Arabidopsis thaliana.
A ce jour, les stratégies de lutte contre la pourriture blanche restent très limitées, car nous ne disposons pas de gènes de résistance efficaces contre cette maladie. S. sclerotiorum est un champignon nécrotrophe, qui déclenche la mort des cellules végétales pour favoriser l’infection. L’inoculation d’une gamme de variétés naturelles de plantes par S. sclerotiorum se traduit un continuum de niveaux de résistance, un phénomène appelé « résistance quantitative ». Les mécanismes moléculaires responsables de la résistance quantitative sont très peu connus, mais diffèrent très nettement de la résistance « gène-pour-gène » bien connue, qui est observée en réponse à des champignons biotrophes (qui maintiennent les cellules végétales en vie pendant l’infection).
La compréhension des mécanismes moléculaires responsables de la résistance quantitative est un enjeu essentiel en pathologie végétale, tant pour ses implications fondamentales qu’appliquées. Dans le but d’identifier des gènes impliqués dans la résistance quantitative à S. sclerotiorum chez A. thaliana, nous avons réalisé une analyse de Génome Wide Association mapping. Cette étude suggère la participation de gènes codant pour une callose synthase et pour un peptide de type DEVIL dans la résistance quantitative.
Ces gènes appartiennent à de petites familles multigéniques dont certains membres ont été caractérisés. Néanmoins, aucune fonction n’a été attribuée jusqu’à présent aux 2 gènes identifiés par cette étude. L’objectif du projet proposé sera de vérifier le rôle de ces 2 gènes candidats dans la résistance à S. sclerotiorum, notamment par l’utilisation de mutants d’A. thaliana. Nous étudierons comment ces gènes sont exprimés au cours de l’infection, quelle est la localisation subcellulaire des protéines pour lesquelles ils codent, quels polymorphismes sont associés au phénotype de résistance, quelle est le niveau de conservation de ces gènes dans d’autres espèces végétales.
Principales techniques utilisées :
Biologie Moléculaire (clonages, PCR, Q-RT-PCR…)
Transformation d’A. thaliana, agroinfiltration
Microbiologie (culture et manipulation du champignon…)
Microscopie confocale
Biochimie (SDS-Page, Western-blot)
Bioinformatique (analyse de séquences, phylogénie, évolution)
Références bibliographiques :
Perchepied L, Balagué C, Riou C, Claudel-Renard C, Rivière N, Grezes-Besset B, Roby D. Nitric oxide participates in the complex interplay of defense-related signaling pathways controlling disease resistance to Sclerotinia sclerotiorum in Arabidopsis thaliana. Mol Plant Microbe Interact. 2010 Jul;23(7):846-60.
Poland JA, Balint-Kurti PJ, Wisser RJ, Pratt RC, Nelson RJ. Shades of gray: the world of quantitative disease resistance. Trends Plant Sci. 2009 Jan;14(1):21-9.
Roux F, Voisin D, Badet T, Balagué C, Barlet X, Huard-Chauveau C, Roby D, Raffaele S. Resistance to phytopathogens e tutti quanti: placing plant quantitative disease resistance on the map. Mol Plant Pathol. 2014 Jun;15(5):427-32.