Mode d'action d'un anti-oomycète, l'acide phosphonique, métabolite actif du tris-o-éthylphosphonate d'aluminium

par Thierry Barchietto

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Phytopathologie

Sous la direction de Gilbert Bompeix.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .

mots clés

• Oomyocètes
• Ascomycètes
• Perturbations métaboliques
• Activations
• Acides phosphoniques
• Absorption
• Détoxication

Résumé

L'ion phosphonate, métabolite actif du tris-O-éthylphosphonate d'aluminium (phoséthyl-Al) composé systémique anti-Oomycète, est absorbé activement par le mycélium des champignons. Son absorption est due à l'opération simultanée de deux systèmes de transport, l'un à faible affinité et l'autre à forte affinité pour l'anion. Le phosphate est un inhibiteur compétitif partiel du transport du phosphonate. En revanche, l'AOA n'interfère pas avec le transport de l'oxyanion par le mycélium de Phytophthora cryptogea. La toxicité sélective du phosphonate à l'encontre de champignons appartenant à des classes différentes (Ascomycètes et Oomycètes), à des espèces de Phytophthora différentes ou à des isolats et mutants de P. Citrophthora n'est pas due à une modification de leur capacité à absorber l'oxyanion. Le phosphonate accroît l'activité d'une oxydo-réductase NAD⁺ dépendante chez Nectria haematococca, assurant son oxydation en phosphate. Le phosphonate est chez P. Citrophthora, incorporé dans les acides nucléiques, les protéines, les lipides et la paroi. La participation de ces composés à l'effet fongistatique de l'anion est discutée. La biosynthèse de l'ADN, des ARNs et des protéines chez P. Citrophthora n'est pas inhibée par le phosphonate. La réduction simultanée de la métabolisation de l'acétate [U-¹⁴C] et de l'activité respiratoire semble indiquer que cet anion agit au niveau d'une étape métabolique commune à ces deux processus. En revanche, la présence du phosphonate provoque très rapidement la mise en place d'un état physiologique assimilable à une carence en phosphate. Le traitement de P. Cryptogea par le phosphonate entraîne une hyperproduction dans les filtrats de culture de ce champignon de composé(s) inducteur(s) de résistance, actifs sur les tissus de Vigna unguiculata. La relation existant entre la mise en place d'un état de carence en phosphate et la production de composé(s) inducteur(s) de résistance par le champignon est discutée.

Titre traduit

Mode of action of the anti-oomycete compound, phosphonic acid, the metabolic breakdown product of aluminium tris-o-ethylphosphonate

Résumé

Phosphonate ion, the active breakdown product in plant tissues of the systemic anti-Oomycete compound aluminium tris-O-ethylphosphonate (fosetyl-Al), is actively taken up by the mycelium of various fungi. Uptake is due to the simultaneous operation of two transport systems, one of low- and one of high-affinity for the anion. Phosphate is a partial competitive inhibitor with respect to phosphonate uptake. However, AOA does not interfere with the uptake of the oxyanion by the mycelium of Phytophthora cryptogea. The selective toxicity of phosphonate towards fungi belonging to various classes (Ascomycetes and Oomycetes), different Phytophthora species or isolates and mutants of P. Citrophthora is not related to the modification of their ability to take up the anion. Phosphonate enhances the NAD⁺ oxido-reductase activity in Nectria haematococca, which oxidizes this compound into phosphate. Phosphonate is incorporated into nudeic acids, proteins, lipids and cell wall in P. Citrophthora. The intervention of these compounds in the fongitoxicity of the anion is discussed. Phosphonate does not inhibit DNA, RNAs and proteins biosynthesis in P. Citrophthora. Simultaneous reduction of the [U-¹⁴C] acetate metabolization and respiratory activity suggests that phosphonate acts on a metabolic step common of both processes. Moreover, phosphonate rapidly induces a physiological state similar to a phosphate deficiency. Treatment of P. Cryptogea with phosphonate leads to the overproduction in the culture filtrates of resistance-inducing factor(s) active on Vigna unguiculata tissues. The relationship between the production of resistance-inducing factor(s) by fungus and the phosphate deficiency is discussed.