Recherche de suppresseurs de la toxicité induite chez Arabidopsis thaliana par l’effecteur de type 3 DspA/E et étude du stress oxydant au cours de l’infection

par Alban Launay

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Mathilde Fagard.

Soutenue le 23-05-2014

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences du Végétal (1992-2015 ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles) (laboratoire) et de Institut Jean-Pierre Bourgin (laboratoire) .

Le président du jury était Jacqui Shykoff.

Le jury était composé de Mathilde Fagard, Jacqui Shykoff, Alexandre Degrave, Françoise Simon-Plas, Michaël Hodges.

Les rapporteurs étaient Alexandre Degrave, Françoise Simon-Plas.


  • Résumé

    La bactérie Erwinia amylovora est responsable de la maladie du feu bactérien des Maleae (pommier, poirier…). Le pouvoir pathogène de cette bactérie dépend d'une seringue moléculaire appelé système de sécrétion de type 3 (SSTT). Ce SSTT permet à la bactérie d’injecter des effecteurs dans les cellules de la plante. Parmi les effecteurs injectés, DspA/E est l'effecteur indispensable au pouvoir pathogène d’E. amylovora. Cet effecteur est à lui seul capable de provoquer la mort des cellules chez le pommier et le tabac et permet à la bactérie de se multiplier de manière transitoire chez A. thaliana. L’objectif de ce travail de thèse était de comprendre la fonction de DspA/E dans la cellule végétale et d’identifier des facteurs végétaux impliqués dans la toxicité de DspA/E. Afin de répondre à cette question, des plantes transgéniques exprimant DspA/E sous contrôle d’un promoteur inductible à l’estradiol ont été construites.Dans un premier temps, la caractérisation phénotypique des lignées exprimant DspA/E a été effectuée. Les résultats obtenus montrent que DspA/E est toxique lorsqu'il est exprimé in planta (il provoque la mort des cellules, inhibe la germination, la croissance racinaire et la traduction) et permet la multiplication in planta d’un mutant dspA/E. Un crible de mutants suppresseurs de la toxicité de l'effecteur DspA/E a été effectué sur une lignée transgénique exprimant DspA/E dans le but d'identifier un ou plusieurs gènes impliqués dans la toxicité de DspA/E. Ce crible suppresseur a permis d'identifier un candidat potentiel impliqué dans la photo-respiration, la glycolate oxydase 2 (GOX2). L’analyse fonctionnelle réalisée sur le mutant gox2-2 a permis de montrer que le gène GOX2 est un régulateur positif des réponses de défense d’A. thaliana en réponse à l’infection par E. amylovora.Enfin, la caractérisation du stress oxydant a permis de montrer que plusieurs formes actives de l’oxygène (H2O2 et O2.-) s’accumulent au cours de l’interaction entre A. thaliana et E. amylovora. Ceci a permis également de comprendre le rôle de DspA/E sur ce stress oxydant. Nos résultats suggèrent que la glycolate oxydase 2 participerait à l’induction du stress oxydant en perturbant le métabolisme des sucres.

  • Titre traduit

    Looking for suppressors of the induced toxicity by the type 3 effector DspA/E in Arabidopsis thaliana and study of the oxidative stress during the infection.


  • Résumé

    The bacterium E. amylovora is responsible for the fire blight disease of Maleae (apple, pear…). The pathogenicity of this bacterium relies on a molecular syringe, the type three secretion system (TTSS). This TTSS allows the bacterium to inject effector proteins into the plant cell. Among these effectors, DspA/E is essential for the pathogenicity of E. amylovora. This effector can provoke cell death on apple and tobacco and allows the bacterium to multiply transiently in A. thaliana.The purpose of the thesis was to understand the function of DspA/E in the plant cell and to identify plant factors involved in the toxicity of DspA/E. To answer this question, transgenic plants which express DspA/E under an estradiol-inducible promoter were built.At first, phenotypical characterization of DspA/E transgenic lines was performed. Our results showed that DspA/E is toxic when expressed in planta (it provokes cell death, inhibits germination, root growth and translation) and allows in planta multiplication of dspA/E bacterial mutant. A screening for suppressor mutants of DspA/E toxicity was performed on a DspA/E transgenic line in order to identify one or several genes involved in the toxicity of DspA/E. This screening allowed us to identify a potential candidate involved in photorespiration, the glycolate oxidase 2 (GOX2). Functional analysis performed on the gox2-2 mutant allowed us to show that the GOX2 gene is a positive regulator of A. thaliana responses against E. amylovora.Finally, characterization of oxidative stress allowed us to show that several reactive oxygen species (H2O2 et O2.-) accumulate during A. thaliana and E. amylovora interaction. This allowed us to understand the role of DspA/E in the oxidative stress. Our results suggest that the glycolate oxidase 2 could be involved in the induction of the oxidative stress by disrupting sugar metabolism.


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