Etude du gène d'avirulence ACE1 de Magnaporthe grisea, agent pathogène du riz : analyse de l'expression du gène ACE1 et évolution dans les populations de Magnaporthe grisea

par Isabelle Fudal

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Marc-Henri Lebrun.

Soutenue en 2004

à Paris 11 .


  • Résumé

    Les isolats de Magnaporthe grisea possédant le gène d'avirulence ACE1 sont spécifiquement reconnus par les variétés de riz possédant le gène de résistance Pi33. ACE1 code pour une enzyme du métabolisme secondaire (un hybride polycétide synthase/peptide synthétase). L'activité enzymatique d'Ace1 étant nécessaire à l'avirulence, le signal reconnu par les plantes résistantes possédant Pi33 pourrait être le métabolite secondaire dont la biosynthèse dépend d'Ace1. ACE1 est exclusivement exprimé dans les appressoria pendant l'étape de pénétration, aussi bien sur plante que sur certaines membranes artificielles. Aucune expression n'a été détectée dans les appressoria du mutant déficient en mélanine bufl, incapable de développer une pression appressoriale. L'ajout de solutions osmotiques sur des appressoria de bufl rétablit l'expression d'ACE1. Nos résultats suggèrent que l'expression d'ACE1 est dépendante d'un stade de développement atteint juste avant la pénétration et de la pression appressoriale. Des délétions du promoteur d'ACE1 ont révélé une région de 200 bp nécessaire à la transcription dans l' appressorium. L'analyse de l'allèle ACE1 dans le descendant virulent 2/0/3 a révélé l'insertion d'un nouveau retroposon (MINE) dans la POL d'ACE1. La majorité des isolats récoltés dans le monde sont avirulents pour Pi33 et possèdent tous le même allèle ACE1 (ACE1-GUY11. 1). Les isolats virulents ont été majoritairement trouvés en Asie et Amérique du Sud, son génétiquement liés et peuvent être classés en trois groupes en fonction de leur génotype ACE1. Un groupe possède l'allèle virulent (ACE1-GUY11. 2) qui présente 99 % d'identité avec ACEl-GUY11. 1. Le deuxième groupe possède l'allèle virulent (ACE1-CM28) qui présente 88 % d'identité avec ACE1-GUY11. 1. Le troisième groupe possède les allèles virulents ACEl-GUYll. 2 et ACEl-CM28. Ces allèles sont localisés sur des chromosomes différents, indiquant que ces isolats normalement haploi͏̈des sont partiellement diploi͏̈des au locus ACEl.


  • Résumé

    Isolates of the rice blast fungus Magnaporthe grisea that carry the avirulence gene ACE1 are specifically recognized by rice cultivars carrying the resistance gene Pi33. ACE1 encodes an enzyme of the secondary metabolism (a hybrid polyketide synthase/non-ribosomal peptide synthase). Since Acel enzymatic activity is required for avirulence, the signal recognized by rice cultivars carrying Pi33 should be a secondary metabolite. ACE1 is expressed exclusively in appressoria during the penetration process, either on plant or artificial surfaces. ACE1 was not expressed in appressoria differentiated on Mylar or in appressoria from the melanin-deficient mutant bufl, unable to build up appresorial turgor. Addition of hyper-osmotic solutions to bufl appressoria restored ACE1 expression. Our results suggest that ACE1 expression requires an appressorial developmental stage reached before penetration and turgor. Deletion analysis of ACE1 promoter revealed a 200-bp region required for appressorium specific transcription. Characterization of ACE1 structure in the virulent progeny 2/0/3 revealed an insertion of a new retroposon (MINE) into ACE1 ORF. Most worldwide M grisea isolates were avirulent towards Pi33 and carried the same ACE1 avirulent allele (ACE1-GY11. 1). Isolates virulent towards Pi33 were mostly detected in Asia and South America and classified into three groups according to their ACE1 genotypes. The first group has a virulent allele (ACE1-GY11. 2) that is 99% identical to ACEl-GY11. 1. The second group has a virulent allele (ACE1-CM28) that is 88% identical to ACE1-GY11. 1. The third group has two virulent ACE1 alleles (ACE1-GY11. 1 and ACE1-CM28). These two alleles are localized on different chromosomes, indicating that these normally haploid isolates are partially diploid for ACE1. Typing of isolates from these groups using neutral markers (micro-satellites, SNIPS) revealed that they are genetically related, suggesting that they derive from a single complex event.

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Informations

  • Détails : 183 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.174-181

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)8
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