Contrôle de l'homéostasie du fer chez Arabidopsis thaliana en réponse à l'infection par la bactérie phytopathogène Erwinia chrysanthemi

par Diego Segond

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Dominique Expert et de Alia Dellagi.


  • Résumé

    Le fer est un élément essentiel pour quasiment tous les organismes vivants. Dans les interactions animaux-microorganismes, il est au cœur d’une rude compétition. Les animaux ont ainsi acquis la capacité de mobiliser leur fer en le rendant moins disponible aux agents pathogènes. Afin d’étudier l’homéostasie du fer chez les plantes au cours d’une infection, nous avons utilisé le pathosystème Erwinia chrysanthemi/Arabidopsis thaliana comme modèle de choix. E. Chrysanthemi est une entérobactérie responsable de pourritures molles sur un large spectre d’hôtes et qui requiert ses systèmes d’acquisition du fer à haute affinité utilisant les sidérophores pour progresser dans la plante. La régulation de plusieurs acteurs de l’homéostasie du fer et leur implication dans la résistance à l’infection ont été étudiées. Nous avons montré que la ferritine AtFER1, une protéine impliquée dans le stockage du fer, et les transporteurs de métaux AtNRAMP3 et AtNRAMP4, qui participent à l’homéostasie intracellulaire du fer, contribuent à la résistance de la plante à l’infection par E. Chrysanthemi. De plus, l’expression des gènes AtFER1 et AtNRAMP3 est induite dans les feuilles infectées. Au niveau racinaire, une induction coordonnée de l’expression d’AtNRAMP3 et des systèmes d’acquisition du fer a lieu au cours de l’infection par E. Chrysanthemi. Ces inductions impliquent notamment les sidérophores bactériens. Enfin, nous avons établi que la disponibilité du fer dans les tissus végétaux influe sur le développement de la maladie causée par E. Chrysanthemi. L’ensemble de nos données illustre le lien étroit qui existe chez A. Thaliana entre l’homéostasie du fer et la résistance à l’infection.

  • Titre traduit

    Control of iron homeostasis in Arabidopsis thaliana in response to Erwinia chrysanthemi infection


  • Résumé

    Iron is an essential nutritional resource for most forms of life. In animal-pathogen interactions, a rough competition for this metal takes place. Animals have acquired the ability to mobilize their iron, rendering it less available to pathogens. We used the Erwinia chrysanthemi/ Arabidopsis thaliana as a model to study iron homeostasis during infection. Indeed, E. Chrysanthemi causes systemic rotting symptoms on a wide host range and requires its high affinity iron uptake system based on siderophores to progress in plant tissue. The regulation of several actors of iron homeostasis and their involvement in plant resistance to infection have been studied. We showed that ferritin AtFER1, a protein involved in iron storage, and the metal transporters AtNRAMP3 and AtNRAMP4 which participate to intracellular iron homeostasis, contribute to plant resistance to E. Chrysanthemi infection. Moreover, AtFER1 and AtNRAMP3 gene expression is upregulated in infected leaves and the bacterial siderophores contribute to this upregulation. In roots, E. Chrysanthemi infection triggers coordinate upregulation of AtNRAMP3 and several iron deficiency genes. This finding suggests the existence of a systemic signal reminiscent of an iron deficiency signal activated by pathogen infection and involving notably the siderophores. Finally, we showed that iron availability in plant tissues affects the development of the disease caused by E. Chrysanthemi. Altogether, our data confirm the tight connection between iron homeostasis and resistance to pathogen attack in A. Thaliana.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XI-153 f.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 131-150

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)244
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