Rôles des activateurs transcriptionnels CLNR1 et CLTA1 dans le contrôle du processus d'infection du champignon hémibiotrophe Colletotrichum lindemuthianum sur le haricot commun

Involvement of two transcriptional activators, CLNR1 and CLTA1, in the control of the infection process of the hemibiotrophic fungus Colletotrichum lindemuthianum on common bean

• Auteur / Autrice : Anne-Laure Pellier
• Direction : Thierry Langin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Champignon phytopathogène

Métabolisme azoté

Doigt de zinc

Résumé

Le champignon phytopathogène hémibiotrophe Colletotrichum lindemuthianum, agent responsable de l'anthracnose sur le haricot commun, Phaseolus vulgaris, développe deux phases successives lors de son processus d'infection: une phase biotrophe et une phase nécrotrophe au cours desquelles se différencient successivement plusieurs structures fongiques d'infection. Les déterminants moléculaires fongiques impliqués dans le contrôle du processus d'infection de ce champignon sont peu connus. Ces travaux concernent les rôles respectifs de deux activateurs transcriptionnels, Clnr1 et Clta1, respectivement identifiés via une approche gène-candidat et une stratégie de mutagenèse insertionnelle. Clnr1 est le régulateur majeur du métabolisme azoté chez C. Lindemuthianum et l'orthologue fonctionnel du régulateur global du métabolisme azoté areA chez A. Nidulans. Des tests de pathogénie ont démontré le rôle essentiel de Clnr1 dans le processus d'infection: les mutants clnr1 ̄ne sont pas altérés durant l'étape de pénétration ni durant la phase biotrophe mais sont affectés au niveau du développement de la phase nécrotrophe mettant ainsi en évidence le rôle crucial de Clnr1 pour l'accomplissement de cette étape. Clta1, activateur transcriptionnel à doigt de zinc binucléaire à 6 cystéines (motif Zn(II)2Cys6), est indispensable à la transition biotrophie/nécrotrophie. Deux approches ont été développées afin de rechercher les gènes cibles de Clta1: (i) une méthodologie dérivée du simple hybride afin d'identifier des séquences d'ADN génomique de C. Lindemuthianum sur lesquelles se fixerait Clta1, cette approche n'a pas abouti du fait de la toxicité associée à l'expression de Clta1 chez la levure, (ii) une approche de type " protéomique " reposant sur des gels 2D afin d'identifier dans des extraits protéiques de C. Lindemuthianum cultivé in vitro des protéines dont la présence dépend de Clta1: une protéine de 30 kDa a été mise en évidence mais n'est pour l'instant pas caractérisée.

Colletotrichum lindemuthianum is a hemibiotrophic fungal plant pathogen that causes anthracnose on common bean, Phaseolus vulgaris. The infection process of this fungus is characterized by the succession of two phases, the biotrophic and necrotrophic phases, in which several fungal infection structures are differentiated. Molecular determinants necessary to the infection process of this fungus are still poorly understood. This work deals with the role of two transcriptional activators in the control of C. Lindemuthianum infection process, Clnr1 and Clta1 that have been identified via a candidate gene approach and a mutagenesis approach, respectively. Clnr1 is the major nitrogen-regulatory gene in C. Lindemuthianum and the functional orthologue of the areA major nitrogen-regulatory gene in A. Nidulans. Pathogenicity tests showed that Clnr1 plays a crucial role in the infection process. Surprisingly, the clnr1 ̄mutants are not disturbed from the penetration stage until the end of the biotrophic phase but they are impaired during the development of the necrotrophic phase indicating that Clnr1 regulates genes that are compulsory for this stage of the infection process. Clta1 belongs to the zinc cluster (Zn(II)2Cys6) family and this gene is essential to the switch between biotrophy and necrotrophy. Two approaches have been developed in order to identify target genes of Clta1: (i) one derived from the one-hybrid system in order to identify C. Lindemuthianum genomic DNA sequences recognized by Clta1, a toxicity associated to the expression of Clta1 in yeast did not allow this approach to succeed, (ii) a " proteomic " approach based on 2D gels in order to highlight proteins whose presence is dependent of CLTA1: a 30 kDa protein is differentially present that bas not been further characterized yet.