Suppression of Arabidopsis thaliana root innate immunity by Pseudomonas syringae phytotoxin coronatine and functional studies of the cytochrome P450 CYP76C2

par Yves Millet

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Danièle Reichhart et de Frederick M. Ausubel.

Soutenue en 2009

à Strasbourg .

  • Titre traduit

    Suppression de la réponse immunitaire des racines d'Arabidopsis thaliana par la phytotoxine coronatine produite par Pseudomonas syringae et étude fonctionnelle du cytochrome P450 CYP76C2 d'Arabidopsis thaliana impliqué dans la réponse aux pathogènes


  • Résumé

    Au cours de l’évolution, les plantes ont développé des mécanismes de défense sophistiqués contre les pathogènes. L’une des premières lignes de défense se base sur la reconnaissance par la plante de motifs moléculaires très conservés associés aux pathogènes (PAMP/MAMP). Cette reconnaissance active divers mécanismes de défense, en particulier le dépôt de callose au niveau de la zone infectée. Malgré l’abondance des interactions racine-microbes, la réponse aux MAMPs dans cette partie de la plante reste largement inexplorée. Nous avons développé un système de culture hydroponique qui nous a permis d’étudier cette réponse chez Arabidopsis thaliana en se basant sur l’étude de lignées promoteur:GUS ainsi que sur le dépôt de callose Nous avons trouvé que les racines répondent fortement aux MAMPs dans des régions bien spécifiques, en particulier dans la zone d’élongation. Cette réponse dépend de la voie de signalisation de l’éthylène, du facteur de transcription MYB51, du cytochrome P450 CYP81F2 ainsi que de la myrosinase PEN2. En outres, nous montrons que Pseudomonas syringae et Pseudomonas fluorescens sont capables de bloquer ce mécanisme de défense. En particulier, dans le cas de P. Syringae, cette suppression s’effectue grâce à la production de coronatine (COR). L’action de la COR est dépendante de l’E3 ligase COI1 et du facteur de transcription JIN1/MYC2. Un screen génétique m’a permis d’isoler de nouveaux mutants incapables de bloquer la réponse aux MAMPs, dans le but d’identifier de nouveaux gènes impliqués dans la réponse à la COR. Enfin, ma thèse a porté sur l’étude du cytochrome P450 CYP76C2, fortement induit par les pathogènes. CYP76C2 est activé localement lors d’une infection par P. Syringae ou Botrytis cinerea ainsi que lors des mécanismes de mort cellulaire. Je démontre que l��activation de CYP76C2 est partiellement dépendante de la voie de signalisation de l’acide salicylique et que ce gène est potentiellement impliqué dans le contrôle du stress oxydatif.


  • Résumé

    Over the course of evolution, plants developed sophisticated defense mechanisms against bacterial and fungal pathogens. One of the first layers of plant defense is called PAMP triggered immunity (PTI) and is based on the recognition of conserved epitopes of pathogen-derived molecules called PAMPs/MAMPs (Pathogen/Microbe Associated Molecular Patterns). This recognition activates defense responses including the deposition of callose at the site of pathogen attack. Despite the fact that roots are the organs most subject to microbial interactions, MAMP signaling in roots remains largely unexplored. I developed an Arabidopsis thaliana seedling assay to study PTI in roots based on the detection of callose and the activation of promoter:GUS reporters of MAMP-responsive genes. I found that MAMPs trigger a strong response in roots dependent on ethylene signaling, the MYB51 transcription factor, the cytochrome P450 CYP81F2, and the PEN2 myrosinase, but independent of salicylic acid signaling. In addition, I show that the bacteria Pseudomonas syringae and Pseudomonas fluorescens suppress this response and that P. Syringae is doing so by producing the phytotoxi coronatine. I found that coronatine acts via the E3 ligase COI1 and the transcription factor JIN1/MYC2. I performed a forward genetic screen to isolate mutants impaired in COR-mediated suppression in an attempt to identify new players involved in COR signaling. In this thesis, I also present data concerning CYP76C2, a gene encoding a cytochrome P450 that is highly induced by MAMPs and pathogens in Arabidopsis leaves. I confirmed that CYP76C2 is activated during pathogen infection and various cell death elicited scenarios. Furthermore, I demonstrate that CYP76C2 is partially dependent on SA signaling and may be involved in controlling oxidative damage during infection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 153-170

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2009;0054
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