Localisation in planta de Xanthomonas albilineans et identification de déterminants moléculaires impliqués dans la colonisation épiphyte de sa plante hôte, la canne à sucre

par Imène Mensi

Thèse de doctorat en Microbiologie/Parasitologie

Sous la direction de Philippe Rott.

Le président du jury était Michel Nicole.

Le jury était composé de Philippe Rott, Michel Nicole, Alia Dellagi, Thierry Heulin.

Les rapporteurs étaient Alia Dellagi, Thierry Heulin.


  • Résumé

    Xanthomonas albilineans est l'agent causal de l'échaudure des feuilles, une des principales maladies bactériennes de la canne à sucre dont l'impact peut être très important lorsque des variétés sensibles sont infectées au champ. Les mécanismes qui régissent les interactions entre cet agent pathogène et la canne à sucre sont encore très peu connus. Les objectifs de ce travail étaient (i) d'identifier des déterminants moléculaires impliqués dans la survie épiphyte de X. albilineans et (ii) de préciser la localisation de la bactérie dans les tissus de la canne à sucre. Parmi les facteurs étudiés, les polysaccharides de surface et une protéine de la membrane externe (XaOmpA1) de X. albilineans s'avèrent indispensables pour la survie épiphyte de cet agent pathogène. En revanche, la molécule signal diffusible DSF et les métabolites secondaires codés par les gènes NRPS (« Non Ribosomal Peptide Synthetases ») ne sont pas requis pour l'installation de la bactérie en surface des feuilles, au moins en l'absence d'autres microorganismes compétiteurs. Toutefois, la colonisation optimale de la phyllosphère de la canne à sucre nécessite la présence d'un système DSF/RpfGC intact. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons vérifié la localisation in planta de X. albilineans par microscopie confocale, immunocytochimie, et microscopie électronique à transmission. Les observations microscopiques réalisées ont permis de montrer que X. albilineans n'est pas limitée au xylème de la canne à sucre, comme on le considérait jusqu'à présent. Bien au contraire, cette bactérie est capable de quitter le système vasculaire de sa plante hôte et de pénétrer dans d'autres types cellulaires, notamment les cellules du parenchyme non vasculaire. Il s'agit là, à notre connaissance, d'un nouveau mécanisme de colonisation d'une plante par une bactérie phytopathogène qui reste à décrypter.

  • Titre traduit

    In planta localization of Xanthomonas albilineans and identification of molecular factors involved in epiphytic colonization of its host plant, the sugarcane.


  • Résumé

    Xanthomonas albilineans is the causal agent of leaf scald, a lethal disease of sugarcane that can significantly impact infected susceptible varieties in the field. The mechanisms that govern the interactions between this bacterial pathogen and its host plant are not well known. The objectives of this study were (i) to identify molecular factors involved in epiphytic survival of X. albilineans and (ii) to verify the localization of X. albilineans in sugarcane tissues. Among the studied factors, surface polysaccharides and an outer-membrane protein (XaOmpA1) of X. albilineans were crucial for epiphytic survival of this pathogen. Secondary metabolites synthesized by non-ribosomal peptide synthetases and the diffusible signal factor DSF were not critical for survival of X. albilineans on the sugarcane leaf surface, at least in absence of competing microorganisms. However, an intact DSF/RpfGC system was necessary for optimal colonization of the phyllosphere. In the second part of this study, we verified in planta localization of X. albilineans by confocal microscopy, immunochemistry and transmission electron microscopy. Microscopic observations allowed us to show that X. albilineans is not a xylem limited bacterium as it was believed until now. This pathogen is able to invade numerous cellular types including vascular and non-vascular parenchyma cells. To our knowledge, this is a novel invasion strategy of a plant pathogenic bacterium that has not previously been described, and that remains to be deciphered.

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