Caractérisation fonctionnelle de lipide acyl-hydrolases (LAH) : Etude de l'implication de AtPLP2 dans la résistance aux agents pathogènes chez Arabidopsis thaliana

par Sylvain La Camera

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Thierry Heitz.

Soutenue en 2005

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    La libération d’acides gras à partir de lipides membranaires est régulée en réponse à différents stress. Elle est catalysée par des enzymes appelées lipide acyl-hydrolases (LAH) dont le rôle supposé est d’être impliquées dans la résistance antimicrobienne et de fournir des précurseurs de dérivés d’acides gras, les oxylipines. L’exploration du génome de la plante Arabidopsis thaliana nous a permis de mettre en évidence plusieurs groupes structuraux de gènes codant pour des LAH putatives et de montrer que plusieurs membres sont induits en réponse à différents microbes. Nous avons donné la priorité à l’étude fonctionnelle des patatines. Cette famille comprend 9 gènes, dont deux (AtPLP2 et AtPLP7) sont induits dans les feuilles infectées. L’accumulation de AtPLP2 en réponse à Botrytis cinerea et Pseudomonas syringae est dépendante des signaux de défense, éthylène et acide jasmonique. L’expression d’une fusion AtPLP2-GFP et l’analyse des propriétés biochimiques indiquent que cette protéine est une LAH cytoplasmique. Des plantes transgéniques modifiées dans l’expression de AtPLP2 ont été testées pour leurs niveaux de résistance. De façon inattendue, AtPLP2 favorise la progression du champignon Botrytis et la susceptibilité vis-à-vis de bactéries avirulentes, alors que les plantes réprimées sont plus résistantes. Ces données indiquent que l’activité lipolytique dépendante de AtPLP2 est recrutée par certains pathogènes pour faciliter la colonisation de la plante hôte. AtPLP2 semble également potentialiser la mort cellulaire lors de l’infection par B. Cinerea et réduire la capacité de la réaction d’hypersensibilité à restreindre la multiplication de bactéries avirulentes. L’étude systématique des LAH chez Arabidopsis a permis d’identifier des candidats prometteurs pour une analyse fonctionnelle détaillée. Les outils générés, dont les mutants knock-out, seront au centre des études futures des phénomènes de mobilisation d’acides gras dans les mécanismes de défense des plantes.

  • Titre traduit

    Functional characterization of lipid acyl-hydrolases (LAH) : Involvement of AtPLP2 protein in resistance to microbial pathogens in Arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Membrane lipid catabolism is regulated in response to several stresses. Enzymes responsible for lipid hydrolysis are named lipid acyl hydrolases (LAH). An important role anticipated for such enzymes is to be involved in antimicrobial resistance and to provide precursors for the biosynthesis of oxylipins that are regulatory fatty acid derivatives. Exploration of the Arabidopsis thaliana genome has revealed the existence of numerous structural families of potential LAH genes, with members being upregulated in response to biotic stress. We have given priority to the functional study of Arabidopsis LAH related to patatin. This family comprises 9 members, two of which (AtPLP2 and AtPLP7) being strongly upregulated in leaves challenged with pathogens. AtPLP2 protein accumulation in response to the fungus Botrytis cinerea or Pseudomonas syringae bacteria is dependent on jasmonic acid and ethylene signaling. Expression of a AtPLP2-GFP fusion and biochemical analysis of recombinant AtPLP2 indicates that AtPLP2 encodes a cytoplasmic LAH. Transgenic plants with altered levels of AtPLP2 protein were generated and assayed for pathogen resistance. Unexpectedly, AtPLP2 expression increases B. Cinerea colonization and susceptibility to avirulent bacteria whereas silenced plants displayed enhanced resistance. Collectively, the data indicate that AtPLP2-encoded lipolytic activity is recruited by pathogens with different lifestyles to facilitate host colonization. Particularly, AtPLP2 potentiates plant cell death upon infection by B. Cinerea and reduces the efficiency of the hypersensitive response known to normally restrict avirulent bacteria multiplication. This global Arabidopsis LAH study opened some perspectives in identifying several candidates genes for detailed functional studies. Tools like numerous LAH knock-out mutants obtained will be the basis of our future work to decipher fatty acid mobilisation processes during plant defense responses.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (194 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-194

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2005;4813
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.