Identification et caractérisation d'une protéase à cystéine d'Arabidopsis impliquée dans l'établissement de la résistance à la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum

Identification and characterization of an Arabidopsis cysteine protease involved inresistance to the phytopathogenic bacteria Ralstonia solanacearum

• Auteur / Autrice : Maud Bernoux
• Direction : Yves Marco, Laurent Deslandes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microorganismes -- Pathogénicité

Ralstonia solanacearum

Arabidopsis thaliana

Résistance aux maladies

Cystéine-protéinases

Mots clés libres

Arabidopsis thaliana

Ralstonia solanacearum

Résistance des plantes

Protéase à cystéine

Modèle de garde

Effecteur de type III

Arabidopsis thaliana

Ralstonia solanacearum

Resistance protein

Cysteine protease

Guard model

Type III effector

Résumé

L'agent causal du flétrissement bactérien, Ralstonia solanacearum est l'une des bactéries pathogènes qui cause le plus de ravages sur les cultures d'intérêt économique. Le gène de Résistance à Ralstonia solanacearum (RRS1-R) isolé à partir de l'écotype résistant Nd-1 d'A. Thaliana, code une protéine à structure modulaire atypique. Elle combine en effet, un domaine TIR-NBS-LRR, commun à de nombreuses protéines de résistance, et un domaine d'activation transcriptionnelle WRKY, caractéristique d'une famille de facteurs de transcription végétaux. PopP2, le gène d'avirulence correspondant à RRS1-R, code une protéine appartenant à la famille d'effecteurs YopJ/AvrRxv. Les deux partenaires R/Avr interagissent physiquement dans le noyau de la cellule végétale. Cependant, cette interaction physique n'exclue pas l'intervention d'autres composantes végétales impliquées dans l'activation de la résistance. Selon le modèle de garde, les protéines d'avirulence sont des facteurs de virulence capables de modifier des protéines végétales cibles dans le but de détourner la physiologie de la plante en faveur de la bactérie. Les protéines de résistance joueraient alors un rôle de gardien en détectant les modifications des protéines ciblées, et activer les mécanismes de résistance en aval. Dans ce contexte, la recherche d'interacteurs de PopP2 a été entreprise par le criblage double hybride d'une banque d'ADNc d'A. Thaliana. Parmi plusieurs candidats, nous avons identifié et caractérisé RD19, une protéase à cystéine de la famille de la papaïne. Par une approche de génétique inverse, nous avons montré que cette protéase à cystéine est impliquée dans l'établissement de la résistance d'A. Thaliana à R. Solanacearum. Exprimée transitoirement chez N. Benthamiana, RD19 fusionnée à la protéine fluorescente YFP (Yellow Fluorescent Protein) est détectée dans des petits compartiments mobiles adressés à la vacuole. De manière surprenante, lorsque RD19 est coexprimée avec PopP2, elle est également détectée au niveau du noyau. . .

Bacterial wilt caused by the phytopathogenic bacterium Ralstonia solanacearum is one of the most important plant diseases worldwide. The RRS1-R gene (Résistance to Ralstonia solanacearum) confers broad spectrum resistance to several strains of this pathogen. It encodes an atypical resistance protein which combines the TIR-NBS-LRR domains found in several R proteins and a WRKY motif characteristic of some plant transcriptional factors. PopP2, a Ralstonia solanacearum type III effector which belongs to the YopJ/AvrRxv protein family, is the avirulence protein recognized by RRS1-R. Both partners can physically interact in the plant nucleus. Nevertheless, this physical interaction doesn't exclude the role of other plant components in the activation of resistance. According to the ''guard model'', avirulence proteins are virulence factors which manipulate plant proteins to favour microbial development. Resistance proteins would then act as guards of modified plant targets and activate resistance. In this context, search for PopP2 interactors has been initiated by a Yeast-2-Hybrid screening of an Arabidopsis cDNA library. Among several candidates, we identified and characterized RD19, a papain-like Cysteine protease. Using a reverse genetic approach, we showed that RD19 is involved in the establishment of resistance of A. Thaliana to R. Solanacearum. Transient expression in N. Benthamiana showed that, when fused to the fluorescent protein YFP (Yellow Fluorescent Protein), RD19 is detected in small mobile compartments targeted to the vacuole. Interestingly, when coexpressed with PopP2, RD19 is also detected in plant nuclei. . .