Thèse soutenue

Impact de la nutrition azotée sur l'interaction entre Arabidopsis thaliana et la bactérie phytopathogène Erwinia amylovora

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Auteur / Autrice : Mahsa Farjad
Direction : Mathilde Fagard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie
Date : Soutenance le 30/08/2017
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles ; 2010-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Pascal Ratet
Examinateurs / Examinatrices : Mathilde Fagard, Pascal Ratet, Haoi-Nam Truong-Cellier, Richard Berthomé
Rapporteurs / Rapporteuses : Haoi-Nam Truong-Cellier, Richard Berthomé

Mots clés

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Résumé

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L'azote (N) est l'un des principaux nutriments nécessaires pour la croissance des plantes et le rendement de cultures. Il est bien documenté que les changements dans la disponibilité du nitrate, principale source d’azote dans les sols agricoles, influent largement sur le processus de développement de la plante, y compris sur ses réponses de défense. La première partie de ce travail correspond à une analyse transcriptomique réalisée afin d’étudier les changements transcriptionnels au cours de l’infection d’A. thaliana par E. amylovora, dans les plantes cultivées à deux régimes de nutrition azotée (limitant ou non). L’analyse des données montre que, globalement, la réponse transcriptomique à la bactérie chez les plantes cultivées en azote limitant ou non est proche malgré la différence de développement de ces plantes. Malgré ces réponses globalement proches, des différences d’expression en réponse à l’infection ont été observés pour certaines voies de signalisation, notamment pour la voie de l’acide jasmonique. L’analyse de l’interaction entre les deux stress (N et bactérie) montre qu’en réponse à la combinaison des deux stress, 32.5% de gènes ont une réponse spécifique de la combinaison des stress, suggérant une interaction entre les réponses aux stresses simples. Parmi ces gènes, plusieurs sont liés à la défense contre les agents pathogènes, comme les facteurs de transcription de type WRKYs et les protéines de résistance. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons démontré l’effet de la disponibilité en azote sur l’expression des facteurs du pouvoir pathogène d’E. amylovora in planta. En effet, la bactérie E. amylovora se multiplie mieux dans des plantes cultivées à faible azote (2 mM NO3⁻) qu’à fort azote (10 mM NO3⁻). De plus, nous n’avions observé qu’un mutant affecté dans le pouvoir pathogène d’E. amylovora est aussi agressif que la souche sauvage dans des plantes cultivées à fort azote (10 mM NO3⁻), alors qu’on observe une différence d’agressivité entre les deux souches dans des plantes cultivées à faible azote (2 mM NO3⁻). Les expériences menées indiquent que l’effecteur de type 3 DspA/E, principal facteur du pouvoir pathogène d’E. amylovora, est significativement plus exprimé in planta à faible azote (2 mM NO3⁻) qu’à fort azote (10 mM NO3⁻). De plus, le niveau d’expression de ce facteur de virulence d’E. amylovora in planta est inversement corrélé avec l’expression des gènes de la voie de l’acide jasmonique PDF1.2 et JAR1. On a également observé une diminution de niveau des précurseurs chloroplastiques de l’acide jasmonique dans les plantes sensibles à Ea cultivées à faible N.