Interaction hôte/pathogène:étude du modèle Humulus lupulus/Fusarium graminearum : Identification,génomique et transcriptomique du pathogène

Host/pathogen interaction:study of the model Humulus lupulus/Fusarium graminearum : Identification,genomique and transcriptomic of the pathogen

• Auteur / Autrice : Didier Hatsch
• Direction : Jean-Marc Jeltsch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Topoisomérase II

Fusarium

Alsace

Résumé

Fusarium graminearum est un agent pathogène de première importance pour les cultures céréalières. Cette espèce n'est pas répertoriée comme pathogène du houblon (Humulus lupulus L. ), cependant elle a été retrouvée en Alsace sur cette plante lors d'épisodes de dépérissement. Une technique d'identification des espèces du genre Fusarium basée sur la cellobiohydrolase-C associant une méthode CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) et une analyse par western blot a été mise au point. Elle permet d'identifier rapidement et à moindre coût 11 espèces de Fusarium. Dans le but d'améliorer la fiabilité de l'identification nous avons retenu un autre marqueur moléculaire : la topoisomérase II. Ces deux nouveaux marqueurs ont été validés et se montrent plus pertinents dans la détermination des espèces du genre Fusarium que l'ADNr. Une approche de génomique a permis de prédire et de valider 22 gènes codant putativement pour des xylanases. Lors d'une approche transcriptomique quantitative, l'expression des différents gènes a permis de mettre en évidence l'implication majoritaire de 4 xylanases dans la dégradation de parois végétales. La construction et le criblage aléatoire d'une banque suppressive soustractive a mis en évidence de nombreuses CWDE (Cell Wall Degrading Enzymes) et confirmé l'implication des xylanases majoritaires dans la dégradation des parois végétales. De plus des gènes candidats potentiellement impliqués dans la pathologie ont également été révélés. Ce travail est une première exploration du couple Humulus lupulus / Fusarium graminearum comme modèle d'étude. L'apport des marqueurs moléculaires permet d'entamer une nouvelle approche des populations de Fusarium sur des plants de houblon. L'identification de CWDE étant activées lors du processus infectieux permet d'engager la recherche d'inhibiteurs de ces enzymes, afin de comprendre et de contrôler la pathologie.

Fusarium graminearum is a pathogen of first importance for cereal crops. This species is not described as a hop (Humulus lupulus L. ) pathogen, however it was found in Alsace on this plant during decay episodes. An identification method of the species of the genus Fusarium based on the cellobiohydrolase-C and combining CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) analysis and western blot has been developed. This method allows the quick and reliable identification of 11 species of Fusarium. We investigated another molecular marker: the topoisomerase II. These two novel markers showed a better accuracy in the determination of Fusarium species than the rDNA. Through a genomic strategy, 22 genes coding putatively for xylanases were predicted and validated. A transciptomic approach, allowed the determination of gene expression profile of the predicted genes and underlined the major implication of 4 xylanases in cell wall degradation. The construction and random sequencing of a subtractive suppressive library highlighted several CWDE (Cell Wall Degrading Enzymes) and confirmed the implication of the major xylanases in the degradation of plant cell walls. Moreover gene candidates putatively implicated in pathologies have also been revealed. This work is a first step in the study of the Humulus lupulus / Fusarium graminearum system as a model. The two novel molecular markers allow a new insight in fungal communities on hop plants. The identification of CWDE putatively implicated in pathologies will lead to the design of inhibitors in order to understand and control the pathological process.