Étude de la régulation du transcriptome de nématodes parasites de plante, les nématodes à galles du genre Meloidogyne

Comprehensive transcriptome profiling of root-knot nematodes during plant infection and characterisation of species specific trait

• Auteur / Autrice : Chinh Nghia Nguyen
• Direction : Bruno Favery
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 08/12/2016
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Institut national de la recherche agronomique (France ; 1946-2019) - Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis] - Institut National de la Recherche Agronomique
• Jury : Président / Présidente : Pierre Frendo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Favery, Pierre Frendo, Marc-Henri Lebrun, Nemo Peeters, Stéphane Jouannic
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marc-Henri Lebrun, Nemo Peeters

Mots clés

Mots clés contrôlés

Meloidogyne

Transcriptome

Mots clés libres

Transcriptome

Nématodes à galles

RNA-seq

Effecteur

Cellule géante

Transcriptome

Root-knot nematode

Effector

RNA-seq

Giant cell

Résumé

Les nématodes à galles (RKN) du genre Meloidogyne spp. sont des parasites obligatoires des plantes qui induisent la formation d’un site nourricier spécialisé au sein des racines. Mon projet de thèse a pour objectif d’identifier des gènes spécifiques de ces nématodes qui sont impliqués dans le parasitisme en se focalisant sur des protéines sécrétées ou effecteurs. La technologie de séquençage Illumina a été utilisée pour comparer les transcriptomes de M. incognita au cours de son cycle de vie. A partir de 307 gènes surexprimés dans -au moins- un stade du cycle de vie, nous avons sélectionné 14 candidats d’effecteurs. Des expériences de RT-qPCR, d’hybridation in situ et d’ARN interférence ont permis de confirmer le profil d’expression, de localiser l’expression des effecteurs et d’étudier leur rôle dans la pathogénicité. Ce travail a permis de démontrer le rôle important d’une petite protéine, MiSCR1, dans les stades précoces du parasitisme. Parallèlement, nous avons réalisé l’assemblage de novo du transcriptome de M. enterolobii, qui représente une nouvelle menace pour l’agriculture mondiale du fait de sa capacité à se reproduire sur la majorité des plantes résistantes aux autres RKN. Les premières comparaisons avec d'autres RKN nous ont permis d'identifier, non seulement des effecteurs en commun, mais aussi ceux qui sont spécifiques à certaines espèces de RKN et qui pourraient expliquer des différences de gamme d'hôtes. En conclusion, les analyses de transcriptomes de RKN ont permis de caractériser des nouveaux effecteurs candidats impliqués dans la pathogénicité, et d’apporter de nouvelles connaissances pour le développement de méthodes de lutte contre ces bioagresseurs

Root-knot nematodes (RKN) are obligate endoparasites that maintain a biotrophic relationship with their hosts inducing specialized feeding cells. My PhD project aims to identify RKN genes specifically involved in plant parasitism with an emphasis on genes encoding new secreted proteins, named effectors. Using Illumina RNA-seq technologies, we compared transcriptomes of Meloidogyne incognita during its life cycle. From 307 genes over-expressed at -at least- one stage of the life cycle, we selected 14 effector candidates. RT-qPCR, in situ hybridisation and siRNA soaking experiments were carried out to confirm their expression profile, localize the spatial expression of these candidates in the nematode and to study their role in pathogenicity. The silencing of the dorsal gland specific-Minc18876 gene and its paralogues resulted in a significant, reproducible decrease in the number of egg masses, demonstrating a potentially important role for the small cysteine-rich effector, MiSCR1, it encodes in early stages of giant cell formation. In parallel, we perform a de novo assembly of M. enterolobii transcriptome. This RKN species represents a new threat for the agriculture worldwide because of its ability to reproduce on the majority of known RKN-resistant plants. First comparisons with others RKN allowed us to identify, not only the common set of effectors, but also those specific to some RKN species and possibly involved in host range differences. In conclusion, the transcriptome profiling of RKNs allowed the characterisation of new candidate effectors involved in the plant pathogenicity, and provided a better knowledge for the development of new methods to control these pests