Etude moléculaire de l'interaction compatible plante-nématodes à galles : identification de gènes impliqués dans la formation des cellules géantes chez Arabidopsis thaliana

Molecular analysis of the compatible interaction between plant and root-knot nematodes : identification of genes involved in the formation of giant cells in Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Fabien Jammes
• Direction : Bruno Favery, Pierre Abad
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calcium

Méloïdés

Phytopathologie

Nématodes

Arabidopsis

Résumé

Lors d’une interaction compatible, les nématodes à galles phytoparasites du genre Meloidogyne ont élaboré des mécanismes originaux et complexes aboutissant à la formation de sites nourriciers permanents, indispensables à leur développement. Ces structures, appelées cellules géantes, sont hypertrophiées et polynucléées. Afin d’étudier les événements qui participent à la lmise en place des celules géantes chez Arabidopsis thaliana, deux approches, le piégeage de promoteurs et l’analyse différentielle à l’aide de puces à ADN, ont été utilisées. Le piégeage de promoteurs a permis d’identifier le gène NEC exprimé de façon très précoce dans la galle. Ce gène code pour une protéine mitochondriale de fonction inconnue, capable de lier d=le calcium et qui présente un domaine commun à des protéines de type nucléases Mg2+- dépendantes. L’analyse fonctionnelle détaillée de cette protéine a permis d’envisager son rôle dans la formation des sites nourriciers et au cours du développement de la place. En parallèle, une analyse différentielle des gènes régulés dans les galles a été réalisée à l’aide de puces CATMA. Nous avons ainsi pu fournir pour la première fois une vision globale du transcriptome d’Arabidopsis thaliana lors de la formation de la galle induite par Meloidogyne. Cette étude, qui a été conduite selon une cinétique d’infection, nous a permis d’une part, de mettre en évidence des éléments spécifiques de la réponse précoce ou tardive de la plante et d’autre part, d’identifier des processus biologiques majoritairement activés ou réprimés au sein de la galle.

During a compatible interaction, sedentary plant-parasitic nematodes Meloidogyne have evolved original and complex mechanisms leading the the formation of feeding sites, essential to the completion of the nematode life cycle. These structures, named the giant cells, are hypertrophied and multinucleated. The giant cells result of repeated nuclear division without cytokinesis. The division of parenchyma cells around the giant cells also gives rise to a typical root-knot or gall, the most visible symptom of infection. To study the molecular events involved in giant cells formation in Arabidopsis thaliana, we used two strategies, promoter trapping and expression profiling using microarray. By promoter trapping, we identified the NEC gene which is expressed in feeding sites early after Meloidogyne infection. This gene encodes a mitochondrial calcium-binding protein which harbours an Mg2+- dependent nuclease-related domain? Results obtained from the functional analysis of NEC allowed us to propose its role during the formation of the gall and the plant development. We have also performed the expression profiling using CATMA microarray. By a kinetic analysis, we have obtained an overview on repressed and activated processes involved in the early and later stages of gall development.