Functional analysis of two genes involved in Colletotrichum lindemuthianum infectious process

Analyse fonctionnelle de deux gènes impliqués dans le pouvoir pathogène de Colletotrichum lindemuthianum

• Auteur / Autrice : Eugénie Charoin-Bard
• Direction : Thierry Langin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Science du végétal
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Autophagie

Résumé

Le champignon hémibiotrophe Colletotrichum lindemuthianum est l’agent responsable de l’anthracnose du haricot commun, Phaseolus vulgaris. Son cycle infectieux commence par une phase de biotrophie suivie d’une phase de nécrotrophie. Des structures spécialisées (appressoria, hyphes primaires et secondaires) sont développées. La formation de l’appressorium, très coûteuse en énergie, se termine par l’acquisition de la fonctionnalité. Le gène clk1 y joue un rôle. Des alignements de séquences ont montré que CLK1 est l’orthologue d’ATG1 de Saccharomyces cerevisae. ATG1 est la protéine-clé de l’autophagie, processus induit par des carences nutritionnelles et qui grâce aux autophagosomes permet le recyclage de composée cellulaires. L’analyse fonctionnelle de clatg8, orthologue d’atg8, gène de levure marqueur de l’autophagie, a été menée. In vitro, cltag8 est induit par des carences azotées. In planta, il est induit pendant la formation appressoriale et pendant la sporulation. Le mutant clatg8- est non pathogène, son phénotype est similaire à celui de clk1-. L’autophagie a donc un rôle prédominant dans la fonctionnalité. La transition biotrophie-nécrotrophie est contrôlée par le gène clta1. Il code pour un facteur de transcription à doigt de zinc à six cystéines, spécifiques des champignons. L’étude de sa régulation a montré que in planta, le gène est induit spécifiquement et transitoirement en fin de phase de biotrophie. Afin de rechercher ses cibles, une expérience d’hybridation soustractive (SSH) a été menée entre la souche mutante clta1- et la souche surexprimant clta1. Un gène cible potentiel a été identifié : il s’agit du gène codant la mannitol 1P déhygrogénase.

The hemibiotrophical fungus Colletotrichum lindemuthianum is the causal agent of anthracnose on common bean, Phaseolus vulgaris. Infection process is characterized by succession of two phases (first biotrophy and second necrotrophy) and by development of specialised structures (appressoria, primary and secondary hyphae). Functionality is the final step of appressorial formation. This development is very expensive in energy. Clk1 gene is involved in functionality. Alignment sequences demonstrate that CLK1 and ATG1 from Saccharomyces cerevisae are two orthologues. ATG1 is the key protein of autophagy, process induced by starvation and allowed cellular component recycling through autophagosomes formation. Functional analysis of cltag8, orthologue of gene yeast atg8, autophagy marker, was undertaken. Results reveal that (1) in vitro clatg8 is induced by nitrogen starvation and (2) in planta clatg8 is expressed during appressorium formation and sporulation. Cltag8- mutant phenotype is similar to clk1- mutant phenotype. Autophagy have a crucial role in appressorium functionality. Clta1 gene controls biotrophy-necrotrophy transition. CLTA1 belongs to the specific fungi family of the Zn(II)2Cys6 transcriptional factor. In planta clta1 is specifically and transitory expressed at the end of biotrophic phase. With suppression subtractive hybridization (SSH) between the mutant clta1- ant the mutant surexpressed clta1, CLTA1 targets were searched. One potential target was identified: this is the mpd (mannitol 1P dehygrogenase) gene.