Contrôle transcriptionnel et chromatinien de l'expression génique et de la pathogénie chez Leptosphaeria maculans ‘brassicae', champignon pathogène du colza

par Colin Clairet

Projet de thèse en Biologie

Sous la direction de Isabelle Fudal-grolier et de Jessica Soyer.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , en partenariat avec BIOGER - BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - Champignons pathogènes des plantes (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Les champignons phytopathogènes sécrètent au moment de l'infection un arsenal de molécules, appelées effecteurs, capables de manipuler la plante hôte et de faciliter l'infection. Les gènes codant ces effecteurs sont souvent localisés dans des régions génomiques enrichies en éléments répétés, dont les éléments transposables (ETs). Cette localisation génomique des effecteurs influe sur leur évolution rapide dans les génomes, et est également impliquée dans la régulation de leur expression via un remodelage de la structure de la chromatine. Ainsi, chez L. maculans ‘brassicae' (Lmb), ascomycète responsable de la nécrose du collet du colza, l'environnement génomique des gènes codant des effecteurs localisés dans des régions riches en ETs a un impact majeur sur leur expression : pendant la croissance mycélienne, la chromatine de l'environnement génomique abritant ces gènes est sous forme condensée (hétérochromatine), induisant leur répression. Lors de l'infection, la transition vers la pathogenèse se traduirait par une décondensation de la chromatine, rendant les promoteurs des gènes codant des effecteurs accessibles aux facteurs de transcription et entrainant leur sur-expression. Lmb présente la particularité de constituer avec des espèces proches phylogénétiquement un complexe d'espèces plus ou moins spécialisées sur colza, Lmb étant le seul organisme causant la nécrose du collet du colza et le seul dont le génome présente une alternance entre régions riches en gènes et régions riches en ETs. L'objectif de la thèse est d'identifier les modifications chromatiniennes et les facteurs de transcriptions impliqués dans le contrôle de l'expression des effecteurs de Lmb. Deux stratégies seront développées en parallèle : (i) l'étude de l'influence de modifications chromatiniennes sur la régulation de l'expression génique, et (ii) la recherche de régions promotrice des effecteurs et de FTs impliqués dans la régulation transcriptionnelle des effecteurs au cours de l'infection. .

  • Titre traduit

    Transcriptional and chromatin-based control of gene expression and pathogenicity in the plant pathogenic fungus Leptosphaeria maculans ‘brassicae'


  • Résumé

    During plant infection, fungal pathogens secrete an arsenal of effectors, key elements of pathogenesis which modulate innate immunity of the plant and facilitate infection. Effector genes are mainly located in genomic environments enriched in transposable elements (TEs). The genomic location of effectors in TE-rich regions influences their rapid evolution in genomes but also the regulation of their expression through a chromatin-based control. In Leptosphaeria maculans ‘brassicae' (Lmb), a pathogenic fungus causing stem canker of oilseed rape, the localisation of effector genes in TE-rich regions has a major impact on their expression: during in vitro growth, a chromatin-based control represses expression of effector genes. Our hypothesis is that changes of lifestyle and a switch toward pathogenesis lift chromatin-mediated repression, allowing binding of TFs on effector gene promoters and over-expression of these genes. Lmb forms a species complex with phylogenetically closely related species showing variable abilities to infect oilseed rape, Lmb being the most devastating towards oilseed rape and the only species of the complex with alternating TE-rich and gene-rich regions in its genome. The objective of PhD project is to identify the chromatin modifications and the transcription factors involved in the control of effector gene expression in L. maculans ‘brassicae'. Two strategies will be developed in parallel: (i) determine the role of chromatin modifications on gene expression, and (ii) identify promoter regions of effector genes and FTs involved in effector gene transcriptional regulation during plant infection.