Caractérisation des déterminants géniques impliqués dans l'interaction entre un agent phytopathogène, Melampsora larici-populina, et le Peuplier

Transcript profiling of poplar upon rust infection

• Auteur / Autrice : Cecile Rinaldi
• Direction : Francis Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale et forestière
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique

Melampsora

Maladies

Peupliers

Résumé

La rouille foliaire du peuplier causée par le basidiomycète Melampsora larici-populina (Mlp), entraîne de fortes pertes de rendement dans les peupleraies européennes. A l’heure actuelle, peu de cultivars de peuplier sont résistants à cette maladie. Afin d’étudier les mécanismes de défense du peuplier, nous avons procédé à l'analyse des gènes de résistance de type NBS-LRR et des profils d'expression génique par approches globales (réseaux d’ADNc et hybridation soustractive SSH) chez le peuplier. Ces analyses ont été menées dans le cadre d'une résistance qualitative et quantitative du peuplier lors de son interaction avec Mlp. Nous avons identifiés près de 400 gènes de résistance dans le génome du peuplier dont certains sont exprimés lors de l'interaction du peuplier avec Mlp. Nous avons pu observer que la croissance de Mlp était limitée 24 h post-inoculation (hpi), ainsi qu'une importante lignification des tissus autour des sites d'infection lors de l'interaction incompatible après 48 hpi (résistance qualitative). Au bout de 8 j-pi, le champignon produit des urédosores de taille différente en fonction du génotype de peuplier infecté. A partir de réseaux d’ADNc (macro et micro-arrays) et de la banque SSH que nous avons construite, nous avons pu isoler les gènes dont l’expression est significativement régulée lors de l'interaction entre le peuplier et Mlp. Parmi ces gènes, nous en avons identifiés de nombreux connus pour être impliqués dans mécanismes de défense chez les plantes annuelles. Ces gènes sont exprimés dans le cadre de la résistance qualitative et quantitative, mais avec une amplitude moins forte et plus tardive dans le cas de la résistance quantitative.

Melampsora larici-populina (Mlp), the basidiomycete responsible for poplar rust, causes the most important damages in european poplar plantations. Nowadays, no more resistant poplar cultivars are available. In order to characterize defense mechanisms of poplar against Mlp, NBS-LRR R genes in the poplar genome were examined. We also carried out analysis of gene expression profils during qualitative and quantitative poplar resistance upon rust infection using cDNA micro and macro-arrays. In addition, a cDNA SSH library was constructed in order to identify genes specifically expressed during the incompatible interaction between poplar and rust. Up to 400 putative R genes were identified in the poplar genome, and some of them are expressed upon rust infection. Fungus growth was limited 24 h-pi and tissues near infection sites were lignified after 48 h-pi during the incompatible interaction of poplar and Mlp, corresponding to a qualitative resistance. Mlp develope large or small urediniosore 8 d-pi according to poplar genotype. A set of gene with a significantly regulated expression was identified using arrays and SSH cDNA library. Many of them correspond to plant disease gene and are regulated during qualitative and quantitative poplar resistance upon rust infection. However, these genes are expressed with lower intensity and later during the quantitative resistance than during the qualitative resistance.