Perception et réactions de défense de la tomate lors de l'infestation par l'Orobanche ramosa

• Auteur / Autrice : Alexandre Lejeune
• Direction : Patrick Thalouarn, Sabine Constant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et pathologie végétales
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes....-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules végétales -- Cultures cellulaires

Orobanches

Tomate

Résumé

Parmi les cultures attaquées par la plante parasite Orobanche ramosa, la tomate présente un intérêt comme modèle d’étude des réactions de défense. En effet, des banques de données nucléiques sont disponibles et d’importantes ressources génétiques permettent d’envisager l’identification de variétés résistantes. L’expression de gènes de défense a été étudiée par northern blot sur des racines de la variété sensible de tomate M82 en contact avec des germinations d’O. Ramosa. Des gènes marqueurs des voies de l’acide salicylique, du jasmonate et de l’éthylène, sont induits de manière précoce (dans les premières heures de l’interaction). Ces réponses ont lieu avant la pénétration du parasite dans les racines de l’hôte, ce qui suggère la production par les germinations d’orobanches de molécules permettant leur perception par l'hôte. L’utilisation de suspensions cellulaires de tomate a permis de mieux caractériser ces réponses (augmentation de l’activité lipoxygénase et absence de production d’H2O2) et de confirmer la présence de molécules élicitrices libérées lors de l’interaction précoce tomate/orobanche. Un gène codant pour un récepteur kinase associé à la paroi (LeWAK) est aussi induit dans les racines et les suspensions cellulaires en réponse à l’orobanche. Cette protéine pourrait jouer un rôle dans la perception précoce du parasite à travers des mécanismes de signalisation impliquant une altération de la paroi de l’hôte. L’ADNc de ce récepteur a été cloné et une partie de sa séquence utilisée pour une production hétérologue chez E. Coli. Un sérum polyclonal a alors été développé contre le polypeptide produit afin de permettre l’étude de la localisation cellulaire et de l’évolution de la protéine LeWAK au cours de l’interaction.

Among crops parasitized by the plant parasite Orobanche ramosa (broomrape), tomato constitutes a useful model to study defense responses. Indeed, expressed sequences databases and large genetic resources are available and could serve for further identification of resistant plants. Expression of known defense genes was studied on tomato M82 susceptible roots in contact with O. Ramosa seedlings. An early induction was reported for several marker genes of the salicylic acid, jasmonate and ethylene pathways, after only few hours of contact. These responses occur before any attachment of the parasite onto roots, which suggests that broomrape seedlings produce molecules allowing their perception by host. Tomato cell suspensions were used and enabled to (i) better characterize defense responses (increase in lipoxygenase activity, no H2O2 production), (ii) confirm the occurrence of elicitor molecules released in the early tomato: broomrape interaction. A gene encoding a wall-associated receptor kinase (LeWAK) was also induced both in roots and in cell suspensions challenged with broomrapes. It could be involved in host cell wall signalling leading to the early perception of the parasite. LeWAk cDNA was cloned and part of its sequence used for heterologous production in E. Coli. To study LeWAK localization and protein level during the interaction, a polyclonal antiserum raised against this produced polypeptide was developped.