Rôles du chimiotactisme et de la mobilité flagellaire dans la fitness des Xanthomonas

par Arnaud Indiana

Thèse de doctorat en Biologie des organismes, biotechnologies animales, végétales et microbiennes

Sous la direction de Marie-Agnès Jacques.

Soutenue le 15-12-2014

à Angers , dans le cadre de École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers) , en partenariat avec Institut de Recherche en Horticulture et Semences / IRHS (laboratoire) .

Le président du jury était Philippe Simoneau.

Le jury était composé de Alain Sarniguet, Monique Zagorec.

Les rapporteurs étaient Matthieu Arlat, Marie-Anne Barny.


  • Résumé

    Les bactéries du genre xanthomonas sont responsables de nombreuses maladies des plantes, telles que la nervation noire des brassicacées causée par x. campestris pv. campestris (xcc). Lors des phases précoces du processus infectieux, ces bactéries doivent identifier des sites favorables à leur pénétration dans les tissus et les atteindre afin de s’internaliser dans les tissus végétaux et s’y multiplier. Le chimiotactisme est le mécanisme par lequel les bactériesdétectent des signaux et se dirigent vers des attractants ou s’éloignent de signaux répulsifs. L’objectif de ce travail est de comprendre les rôles du chimiotactisme et de la mobilité flagellaire dans la fitness des xanthomonas. Nous avons montré que la mobilité flagellaire n’est pas une caractéristique partagée par tous les xanthomonas mais qu’environ 5% des souches perdent cette capacité sans altération majeure de leur fitness in planta. Un senseur du chimiotactisme, dénommé hsb1, probablement acquis par transfert horizontal, présente un groupe d’allèles spécifique à x. campestris. Une mutation de hsb1 dansla souche xcc atcc 33913 entraine une diminution de l’internalisation de cette souche dans les tissus de plantes hôtes combinée à une augmentation de l’internalisation dans les tissus des plantes non-hôtes. Hsb1 perçoit un signal émis par les blessures des feuilles de chou. Un glucosinolate, la sinigrine, et un acide aminé, la l-phénylalanine, sont détectés in vitropar ce senseur, mais ne sont pas métabolisés. Des travaux complémentaires seront nécessaires pour identifier le signal détecté par ce senseur et envisager la conception de méthodes de lutte basées sur la confusion d’informations.

  • Titre traduit

    Roles of chemotaxis and flagellar motility in fitness of xanthomonads


  • Résumé

    Xanthomonads are responsible for plant diseases such as black rot of Brassicaceae caused by X. campestris pv. campestris (Xcc). During the early stages of the infection, pathogenic bacteria such as Xcc must detect favorable sites and ingress into host plant tissues to colonize and multiply in the apoplast or the xylem vessels. Chemotaxis is the mechanism used by bacteria to detect attractants and repellents and adapt in consequence its direction. The aim of this work is to understand the roles of chemotaxis and flagellar motility in the fitness of xanthomonads. We showed that flagellar motility is not a general feature of xanthomonads. About 5 % of tested strains lost this ability without major impact on their fitness in planta. A chemotaxis sensor, named Hsb1, probably acquired by horizontal transfer shows a group of alleles that are specific of X. campestris. In Xcc ATCC 33913, a mutation in hsb1 resulted in a decreased penetration of this strain in the host plant tissues combined with an increase penetration in the non-host plant tissues. Hsb1 sense a signal from wounds of cabbage leaves. In vitro, a glucosinolate, the sinigrin, and an amino acid, the L-phenylalanine are detected by Hsb1 but are not metabolized. Further work is needed to identify the signal detected by the sensor and to design control methods based on confusion.


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