Caractérisation moléculaire d'un extrait d'algues vertes, stimulateur des défenses des plantes contre les agents pathogènes

par Valérie Jaulneau

Thèse de doctorat en Interactions plantes-microorganismes

Sous la direction de Bernard Dumas.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La capacité des plantes à se défendre contre les parasites dépend de la perception d'éliciteurs qui induisent les défenses des plantes. Afin de les utiliser comme méthode alternative pour contrôler les maladies, il est nécessite d'identifier des sources abondantes et de caractériser leur activité. Au cours de ce travail, nous avons identifié un nouveau polysaccharide extrait d'algue verte, Ulva spp. , et caractérisé son activité biologique. Les molécules présentes dans l'extrait ont été séparées par leur poids moléculaire (PM). Seule la fraction de haut PM, qui contient essentiellement un polysaccharide sulfaté appelé ulvane, possède une activité. Les effets des ulvanes sur le transcriptome de M. Truncatula ont été comparés à ceux du méthyl jasmonate (MeJA) et de l'acibenzolar-S-methyl. La signature transcriptomique obtenue en réponse aux ulvanes présente de nombreuses similitudes à celle obtenue en réponse au MeJA. Ces deux traitements induisent des réponses régulées par la voie du JA telle que l'activation des inhibiteurs de protéases. L'expression de gènes dépendants cette voie est aussi induite chez A. Thaliana en réponse aux ulvanes. Enfin, les ulvanes entraînent une inhibition de la croissance in-vitro, qui est partiellement affectée chez le mutant PEPR2. L'efficacité protectrice de l'extrait brut a été testée contre divers parasites. Ainsi, il protège contre les oomycetes et les champignons responsables, respectivement, d'oïdium et de mildiou. Nos résultats montrent que les ulvanes induisent les défenses des plantes via la voie du JA et soulignent l'intérêt des outils d'analyse transcriptomique pour identifier de nouveaux éliciteurs capables de protéger les plantes.

  • Titre traduit

    Molecular characterization of a green algae extract which stimulates plant defenses against pathogens


  • Résumé

    The ability of plants to defend themselves against pathogens depends on the perception of elicitors, which induce plant defence. They might be considered as alternative tools for disease control in agronomic crops. Their industrial use needs to identify abundant sources and characterize their activity. Here we report on the identification of a new polysaccharide purified from the green algae Ulva spp. And the characterization of it biological activity in plants. Molecules contained in the extract were sized-fractionated. Analyses of the fractions revealed that biological activity was present only in the fraction of high molecular weight which contained most exclusively a sulfated polysaccharide named ulvan. Response to ulvan were compared to those induced upon methyl jasmonate (MeJA) and acibenzolar-S-methyl on the legume M. Truncatula using microarrays. Interestingly, ulvan gene expression signature showed significant similarity to MeJA and typical responses controlled by the JA pathway, such as induction of protease inhibitor activity. Expression of JA responsive genes, like PDF1. 2, was also induced in A. Thaliana after ulvan treatment. Ulvan provoked an inhibition of in-vitro growth, which was partially impaired in the mutant PEPR2. The efficient protection induced by the crude extract was tested against pathogens on various crops. So, it protect well against oomycetes and fungus that respectively cause downy and powdery mildews. Our results show that ulvan induces plant defences through the jasmonate signalling pathway and highlight the use of functional genomics to develop new bioactive compounds for plant protection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (331 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 255-289

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0152
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