La résistance du cotonnier Gossypium hirsutum à la bactériose causée par Xanthomonas campestris pathovar malvacearum : rôle du gène GhLOX1 dans la réaction hypersensible

par Majd Sayegh

Thèse de doctorat en Sciences agronomiques

Sous la direction de Michel Nicole et de Alain Clérivet.

Soutenue le 12-11-2009

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , dans le cadre de RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement , en partenariat avec Laboratoire agronomie et environnement (laboratoire) .

Le président du jury était Emile Benizri.

Le jury était composé de Michel Nicole, Alain Clérivet, Emile Benizri, Ismail El Hadrami, Patrick Saindrenan.

Les rapporteurs étaient Ismail El Hadrami, Patrick Saindrenan.


  • Résumé

    La RH est une réaction de défense. L’interaction entre G.hirsutum et Xcm repose sur le concept gène-à-gène. L’infection du cultivar Réba B50 possédant les gènes R B2B3 par Xcm18 conduit à une RH associée à une activité LOX, responsable de la peroxydation des lipides, et à la transcription du GhLOX1. Premièrement, 6 génotypes de G.hirsutum contenant divers gènes R ont été retenus pour analyser la variabilité de la réponse LOX suite à l’infection par Xcm1, 18 ou 20. Notre étude a porté sur plusieurs critères, le phénotype, la perte en eau, l’activité LOX et la transcription du GhLOX1. Les résultats montrent une variabilité du phénotype RH en fonction des sources de résistances. Pour chaque type d’interaction incompatible, l’activité LOX et la transcription du GhLOX1 révèlent une augmentation significative corrélée à l’apparition des symptômes RH et à la diminution de la teneur en eau. La réponse LOX est conservée lors de la RH, quelle que soit la race de Xcm ou le génotype. Le GhLOX1 considère comme un marqueur moléculaire de la résistance spécifique du cotonnier à Xcm. Deuxièmement, le rôle du GhLOX1dans la mise en place de la RH en analysant sa fonction potentielle par surexpression. Des cotylédons ont été transformés avec la séquence codante GhLOX1 fusionnée au CaMV35S. Ces cotylédons transformés ont révélé (i) une activité LOX significativement supérieure à celle des cotylédons témoins montrant que le GhLOX1 code pour une protéine active et (ii) un phénotype sans modifications apparentes par rapport à celui des cotylédons non transformées, sauf dans certains contextes d’interactions cotonnier/Xcm où la surexpression de ce gène induit l’apparition de symptômes de type RH. L’effet de l’agro-infiltration sur l’expression de certains gènes pendant la transformation a révélé l’induction précoce et non spécifique de l’expression de gènes de défense. Ces travaux constituent une première étape dans l’analyse fonctionnelle du GhLOX1 dans la résistance spécifique du cotonnier à Xcm

  • Titre traduit

    Resistance of cotton plant Gossypium hirsutum to the bacterial blight caused by Xanthomonas campestris pathovar malvacearum : role of GhLOX1 gene in the hypersensitive reaction


  • Résumé

    The HR is a defense strategy. The interaction between G.hirsutum and Xcm is governed by the gene-for-gene concept. The infection of the cultivar Reba B50 that contains B2B3 R genes by race Xcm18 leads to a HR associated with a LOX activity response involved in peroxidation of lipids and with transcription of GhLOX1. First, 6 genotypes of G. hirsutum containing various R genes were tested to analyze the variability of the LOX response following the infection by Xcm1, 18 or 20. Several criteria were investigated including the phenotype, the water loss, the LOX activity and GhLOX1 transcription. The results showed variation in HR phenotype according to the tested R genes. For each type of the incompatible interaction, LOX activity and transcription of GhLOX1 were always significantly increased paralleled the apparition of the HR symptoms and the decrease in the water content. LOX response (enzymatic activity and GhLOX1 transcription) is associated with HR whatever the genotype of both Xcm races and cotton plant. Thus, the GhLOX1 consider as a molecular marker of the cotton specific resistance to Xcm. Second, the role of the GhLOX1 gene in the execution of the cotton HR to Xcm by analyzing its possible function by over-expression, the cotyledons were transformed with the GhLOX1 coding sequence fused to the CaMV35S. These transformed cotyledons revealed (i) a LOX activity significantly higher than that detected in the control, showing that the GhLOX1 encodes for an active protein and (ii) that the phenotype of these cotyledons was indistinguishable as compared to the non transformed cotyledons, except when the HR symptoms were induced in some GhLOX1-over-expressed cotyledons. The effect of agro-infiltration on expression of some plant genes during the transformation revealed early and nonspecific induction of the expression of defense genes. This work constitutes a preliminary investigation for the functional analysis of the GhLOX1 in order to assess its role in the cotton specific resistance to Xcm


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