Comprendre l'implication d'une famille d'effecteurs du champignon phytopathogène Leptosphaeria maculans dans l'infection du colza

par Nacera Talbi

Projet de thèse en Sciences agronomiques

Sous la direction de Isabelle Fudal-grolier.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Biologie et GEstion des Risques en agriculture - Champignons pathogènes des plantes (laboratoire) et de Université Paris-Sud (1970-2019) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Les organismes phytopathogènes sécrètent au moment de l'infection un ensemble de molécules collectivement regroupées sous le terme d'effecteurs, éléments clés de la pathogénie qui modulent l'immunité de l'hôte et facilitent l'infection. Dans le cadre des interactions plante-pathogène, un effecteur peut être reconnu par une protéine de résistance végétale. On qualifiera alors l'effecteur de protéine d'avirulence. L'ascomycète hémibiotrophe Leptosphaeria maculans est responsable de la nécrose du collet du colza. Le principal moyen de lutte contre ce ravageur est la lutte génétique qui consiste à utiliser des variétés de colza possédant un gène de résistance Rlm reconnaissant le produit d'un gène d'avirulence AvrLm, conduisant à une interaction incompatible. Récemment, une interaction complexe a été mise en évidence entre les gènes d'avirulence AvrLm10-1 et AvrLm10-2. AvrLm10-1 et AvrLm10-2 sont localisés dans une même région génomique et ces gènes sont tous les deux nécessaires pour déclencher la reconnaissance par le gène de résistance Rlm10. De plus, une interaction physique entre AvrLm10-1 et AvrLm10-2 a été mise en évidence in planta et AvrLm10-1 est impliqué dans l'agressivité de L. maculans en limitant le développement de la nécrose primaire sur feuilles de colza. Alors que les gènes d'avirulence de L. maculans n'ont habituellement peu ou pas d'homologues dans les bases de données, des orthologues d'AvrLm10-1 et AvrLm10-2 ont été trouvés chez d'autres champignons phytopathogènes et 3 couples de paralogues d'AvrLm10-1 et AvrLm10-2 ont été identifiés dans le génome de L. maculans. Sur ces bases, l'objectif de la thèse proposée est de caractériser fonctionnellement cette famille multigénique d'effecteurs: (i) en déterminant la cinétique d'expression des différents membres de cette famille au cours du cycle infectieux de L. maculans sur colza, (ii) en étudiant la conservation et le polymorphisme de cette famille dans les populations de L. maculans et dans les espèces fongiques proches, (iii) en testant leur interaction physique, (iv) en étudiant leur localisation et leur mode d'action dans la cellule végétale, (v) en identifiant leurs cibles végétales et (vi) en déterminant leur implication dans l'agressivité du champignon.

  • Titre traduit

    Deciphering the involvement of an effector family from the plant pathogenic fungus Leptosphaeria maculans in oilseed rape infection


  • Résumé

    During infection, pathogens secrete an arsenal of molecules, collectively called effectors, key elements of pathogenesis which modulate innate immunity of the plant and facilitate infection. Effectors have a dual role in microbe-plant interactions, both targeting plant components and being targeted by resistance proteins and then termed avirulence proteins. Leptosphaeria maculans is the fungal agent of stem canker of oilseed rape. The most economically and environment friendly method to control stem canker is the genetic control by using host specific resistance genes (Rlm) which recognize L. maculans avirulence genes (AvrLm). We recently reported a complex interaction between two avirulence genes, AvrLm10-1 and AvrLm10-2, localized as neighbor genes in the same genomic region: both genes are necessary to trigger recognition by the resistance gene Rlm10 and AvrLm10-1 and AvrLm10-2 physically interact in planta. AvrLm10-1 is involved in fungal virulence by limiting necrosis development during early leaf infection. While L. maculans avirulence genes usually display no homologues in the databases, orthologues for AvrLm10-1 and AvrLm10-2 have been identified in Dothideomycetes and Sordariomycetes phytopathogenic species, and three couples of paralogues have been identified in L. maculans genome. On theses bases, the aim of the PhD thesis is to functionally characterize the multigene effector family AvrLm10-1 / AvrLm10-2 by: (i) determining their expression kinetics during oilseed rape infection by L. maculans, (ii) studying the presence and polymorphism of the multigene family in L. maculans natural populations and in closely related fungal species, (iii) assaying their physical interaction, (iv) determining the plant compartment and cellular processes they target, (v) identifying their plant targets and (vi) assessing their involvement in fungal aggressiveness.