Caractérisation structurale et perception par la plante hôte Medicago truncatula des chitosaccharides pariétaux d'Aphanomyces euteiches, parasite de légumineuses

par Amaury Nars

Thèse de doctorat en Interactions plantes-microorganismes

Sous la direction de Arnaud Bottin et de Judith Fliegmann.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .

mots clés

• Aphanomyces euteiches
• Medicago truncatula
• Oomycètes
• Paroi
• Chitosaccharides
• Chitine
• Eliciteur
• Espèces réactives de l'Oxygène
• Gènes relatifs à la défense
• Fabacées -- Parasites
• Medicago
• Oomycètes

Résumé

Aphanomyces euteiches est un oomycète parasite racinaire des légumineuses causant des pertes de rendement récurrentes. La paroi d'A. Euteiches contient 10% de N-acétylglucosamine (NAG) sous la forme de chitosaccharides non cristallins, associés aux glucanes pariétaux. Afin de pouvoir étudier leur activité biologique, un bioessai d'élicitation du système racinaire de la plante hôte Medicago truncatula a été mis au point en utilisant une préparation de fragments de chitine comme éliciteur témoin. La purification de fractions de parois hydrolysées, enrichies en NAG, a donné des fragments de glycanes composés de glucose et de NAG. Ces hétéropolymères présentent une structure nouvelle jamais décrite à ce jour. Le bioessai d'élicitation racinaire a révélé une activité biologique des fractions de paroi différente de celle des fragments de chitine chez M. Truncatula. De façon intéressante, l'une des fractions induit des oscillations calciques nucléaires dans les cellules épidermiques de cultures de racines de M. Truncatula, qui sont différentes de la réponse provoquée par des chitotétramères purs.

Titre traduit

Structural characterization and perception by the host plant medicago truncatula of cell wall chitosaccharides of the legume parasite aphanomyces euteiches

Résumé

The oomycete Aphanomyces euteiches is a root pathogen infecting legumes which causes important yield losses. The cell wall of A. Euteiches contains 10% N-acetylglucosamine (NAG) in the form of non-crystalline chitosaccharides, which are associated to cell wall glucans. To study their biological activity, a root elicitation bioassay on the host plant Medicago truncatula has been set up using a preparation of chitin fragments as a control elicitor. The purification of hydrolysed cell wall fractions enriched in NAG yielded glycan fragments which were composed of glucose and NAG. These heteropolymers possess a novel structure, which has never been described before. The root elicitation bioassay showed a biological activity of the cell wall fractions different from the one of chitin fragments, on M. Truncatula. Interestingly, one fraction induced nuclear calcium oscillations in epidermal cells of M. Truncatula root cultures, which are different from the response evoked by pure chitotetramers.