Évolution et fonction de la famille d'effecteurs de type III gala de la bactérie phytopathogène ralstonia solanacearum

par Philippe Remigi

Thèse de doctorat en Biosciences végétales

Sous la direction de Nemo Peeters.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum possède, parmi son répertoire d'effecteurs de type III, une famille de sept protéines nommées GALA. Les GALA sont collectivement requises pour le pouvoir pathogène de R. Solanacearum sur différentes plantes hôtes. De plus, les GALA sont homologues à des protéines à domaine F-box, impliquées dans le système ubiquitine-protéasome des eucaryotes. Les GALA pourraient donc permettre à la bactérie de manipuler la stabilité de certaines protéines végétales lors de l'infection. Au cours de ce travail, nous avons montré que les membres de la famille GALA ont subi une divergence fonctionnelle au cours de l'évolution. En intégrant des analyses bioinformatiques avec des données expérimentales, nous avons montré que les GALA possédaient des spécificités fonctionnelles, notamment dans leur contribution au pouvoir pathogène sur différents hôtes. Cette divergence fonctionnelle a sans doute permis la conservation de cette famille d'effecteurs dans les différentes souches de R. Solanacearum. Nous avons ensuite analysé la fonction de virulence de GALA7 qui est un facteur de spécificité d'hôte sur Medicago truncatula. Une analyse structure-fonction a été initiée dans le but d'identifier les acides aminés nécessaires à la fonction de cet effecteur au cours de l'infection. En parallèle, l'étude de plantes transgéniques exprimant GALA7 indique que cet effecteur semble posséder une activité E3-ubiquitine ligase dans les cellules végétales. Enfin, des interacteurs potentiels des GALA ont été identifiés lors d'un crible double-hybride chez la levure. Notre travail fournit ainsi de nouvelles perspectives sur les forces sélectives agissant au cours de l'évolution des effecteurs de type III et contribue à une meilleure compréhension de la fonction des GALA lors de l'infection.

  • Titre traduit

    Evolutionnary and functional study of the type III effector family gala from the plant pathogenetic bacterium ralstonia solanacearum


  • Résumé

    The plant pathogenic bacterium Ralstonia solanacearum possesses a large repertoire of type III effectors, among which a family of seven proteins called GALAs. GALAs are collectively required for the virulence of R. Solanacearum on different host plants. Interestingly, GALAs are homologous to plant F-box proteins which are involved in the eukaryotic ubiquitine-proteasome system. Thus GALAs could enable R. Solanacearum to manipulate the stability of some plant proteins during infection. Through this work, we demonstrated that the GALA family members underwent functional divergence during evolution. Integrating bioinformatics studies along with experimental data, we showed that GALA proteins display functional specificities and show differential requirement for pathogenicity on different hosts. This functional divergence likely contributed to the remarkable conservation of the GALA family among R. Solanacearum strains. We then analyzed more specifically the virulence function of GALA7 which had been shown to be a host specificity factor on Medicago truncatula. A structure-function analysis was initiated in order to identify the amino-acids which are required for GALA7 function during infection. Using transgenic plants expressing GALA7, we showed that this effector is probably an active E3-ubiquitine ligase enzyme within plant cells. Finally, using a yeast two-hybrid screen, we identified several putative GALA interactors. Our work thus provides new insights into the selective forces driving the evolution of type III effectors and contributes to a better understanding of GALA functions during infection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 184-222

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0299
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