Étude du dialogue moléculaire entre les partenaires de la symbiose ectomycorhizienne : implication d'une subtilase sécrétée par le champignon Hebeloma cylindrosporum

Study of the molecular dialogue between the partners of the ectomycorrhizal symbiosis : involvement of extracellular subtilase of the fungus Hebeloma cylindrosporum

• Auteur / Autrice : Marie Perraud
• Direction : Gilles Gay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 10/12/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie Microbienne Lyon
• Jury : Président / Présidente : Marc Lemaire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Buscot, Michel Hébraud, Sabine Zimmermann

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pin maritime

Symbiose

Hebeloma cylindrosporum

Ectomycorhizes

Mots clés libres

Ectomycorhize

Hebeloma cylindrosporum

Subtilase

Mutant insertionnel

Sécrétome

Ectomycorrhiza

Hebeloma cylindrosporum

Subtilase

Insertional mutant

Secretome

Résumé

L'établissement de toute symbiose repose sur un dialogue moléculaire hautement régulé entre les deux partenaires. Une approche par génétique inverse a été utilisée pour identifier des gènes fongiques jouant un rôle clé dans le dialogue moléculaire entre les partenaires de la symbiose ectomycorhizienne. La caractérisation phénotypique et moléculaire d'un mutant non-mycorhizien du champignon Hebeloma cylindrosporum a montré qu'il présente une insertion de l'ADN-T mutagène dans le promoteur de la subtilase HcSbt1. Le fait que ce mutant soit incapable de coloniser les racines de la plante hôte Pinus pinaster, indique que HcSbt1 joue un rôle crucial dans le dialogue moléculaire précoce entre les partenaires de la symbiose ectomycorhizienne. Lors de la formation des mycorhizes, HcSbt1 est réprimé dès le contact avec les racines, avant même la différenciation de toute structure symbiotique. La répression se maintient tant que dure la symbiose. Ceci suggère que HcSbt1 pourrait inhiber le processus symbiotique. Sa répression serait un prérequis à la formation des mycorhizes. L'analyse par Western Blot et séquençage du sécrétome du champignon a montré que HcSbt1 est exocellulaire. Elle pourrait inhiber l'établissement de la symbiose en dégradant/activant/inactivant des protéines exocellulaires de la plante ou/et du champignon. La comparaison des secrétomes de la souche sauvage et de la souche mutante a montré que HcSbt1 peut dégrader de petits peptides exocellulaires. Notre hypothèse est que cette subtilase inhibe l'établissement de la symbiose en dégradant des petits peptides exocellulaires qui seraient des effecteurs

The establishment of any symbiosis relies on a tightly regulated molecular dialogue between symbiotes. A reverse genetic approach was used to identify fungal genes playing a key role in the molecular dialogue between the partners of the ectomycorrhizal symbiosis. A non-mycorrhizal mutant of the fungus Hebeloma cylindrosporum has a single insertion of mutagenic T-DNA in the promoter of the subtilase HcSbt1. This mutant was unable to colonize Pinus pinaster roots, indicating that HcSbt1 plays a crucial role in the early molecular cross-talk between partners of the ectomycorrhizal symbiosis. During symbiotic interaction, HcSbt1 was repressed upon contact with the roots, even before the differentiation of any symbiotic structure. This repression was stable throughout the whole symbiotic process, suggesting that HcSbt1 could inhibit symbiotic structure differentiation. Subsequently, HcSbt1 repression would be a prerequisite for mycorrhiza differentiation. Western Blot analysis together with fungal secretome sequencing showed that HcSbt1 is extracellular. It could inhibit the symbiosis establishment by degrading / activating / inactivating extracellular proteins from plant and/or fungal origin. The comparison of wild-type and mutant secretomes showed that HcSbt1 could degrade small extracellular peptides. Based on this, we hypothesized that this subtilase could inhibit symbiosis establishment by degrading small extracellular peptides that would be effectors