Etude du rôle lors de l'infection et sur la défense des plantes hôtes des effecteurs de type III RipH1,2,3 et RipAX2 de Ralstonia pseudosolanacearum

Role during infection and on plant defense of the type III effectors RipH1,2,3 and RipAX2 from Ralstonia Pseudosolanacearum

• Auteur / Autrice : Arry Morel
• Direction : Nemo Peeters
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions plantes-microorganismes
• Date : Soutenance le 17/12/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Interactions Plantes-Microbes-Environnement
• Jury : Président / Présidente : Jean-Philippe Galaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nemo Peeters, Jean-Philippe Galaud, Boris Szurek, Bruno Favery
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie German-Retana, Mathilde Fagard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ralstonia

Aubergine

Tomates

Mots clés libres

Ralstonia pseudosolanacearum

Déterminants de virulence

Effecteurs de type III

Tomate

Aubergine

Ralstonia pseudosolanacearum

Virulence determinants

Type III effectors

Tomato

Eggplant

Résumé

Le système de sécrétion de type III est un des déterminants majeurs de la pathogénicité de Ralstonia pseudosolanacearum qui lui permet d’injecter des effecteurs de type III (les « Rip », « Ralstonia Injected Protein ») directement dans les cellules des plantes hôtes. Les effecteurs RipH1, RipH2 et RipH3 sont des effecteurs de type III conservés dans la plupart des souches séquencées. Au cours de ma thèse, le rôle de ces effecteurs RipH lors de l’infection de différentes plantes a été étudié en prenant comme point d’entrée les protéines de tomates avec lesquelles ces effecteurs interagissent. Un criblage par double hybride dans la levure a permis d’identifier 19 de ces protéines « cibles » de tomate. Des méthodes de génétique inverse ont ensuite été utilisées pour chercher le rôle des orthologues de ces protéines dans différentes plantes modèles lors de l’infection par Ralstonia pseudosolanacearum. Du VIGS chez Nicotiana benthamiana a permis de mettre en évidence l’implication des orthologues de la protéine TOM3 : la multiplication bactérienne est moins importante dans les feuilles lorsque l’expression de ces gènes est diminuée. Dans Arabidopsis thaliana, des mutants d’un gène orthologue de la cible TOM9, décrit comme jouant entre autres un rôle dans la remodélisation de la chromatine, est plus résistant à l’infection par R. pseudosolanacearum. Dans un deuxième chapitre correspondant à un article publié, le rôle de l’effecteur RipAX2 a été étudié dans la résistance des aubergines AG91-25. La présence de cet effecteur dans la souche GMI1000 est nécessaire à l’établissement de la résistance de cette variété dans laquelle le locus de résistance EBWR9 a été mis en évidence. L’ajout de RipAX2 dans la souche PSS4, une souche pathogène de AG91-25 qui ne possède pas cet effecteur naturellement, la rend non pathogène. De plus, le motif protéique putatif « zincbinding » qui est décrit comme nécessaire pour l’induction de réponses de défense chez l’espèce proche de l’aubergine Solanum torvum n’est pas nécessaire pour la résistance de AG91-25. Enfin, la conservation de l’effecteur RipAX2 dans les différentes souches du complexe d’espèces de Ralstonia solanacearum a été étudiée pour évaluer l’efficacité potentielle de cette source de résistance contre différentes souches.

One of the major virulence determinants of plant pathogenic Ralstonia species is the type III secretion system that enables it to inject proteins (also called “Ralstonia Injected Proteins” or Rip) into the host cells. The RipH1,2,3 type III effectors are conserved in different strains of the Ralstonia solanacearum species complex. The role of these effectors during infection has been studied, taking as an entry point the tomato proteins they interact with. Using yeast-two-hybrid screenings we have identified 19 tomato targets of these three RipH. Reverse genetics methods have then been used to study the role of orthologous genes of these targets in other model plants. Virus induced gene silencing in Nicotiana benthamiana showed that the orthologous genes of TOM3 were involved in plant response to Ralstonia pseudosolanacearum, as the bacterial multiplication was diminished in plants silenced for these genes. In Arabidopsis thaliana, mutants of the TOM9 orthologous gene which is described as involved in chromatin remodelisation were more tolerant to infection. In a second chapter corresponding to a published article, the role of RipAX2 has been studied. This effector triggers specific resistance in AG9125 eggplant which carry the major resistance locus EBWR9. This eggplant accession AG9125 is resistant to the wild type R. pseudosolanacearum strain GMI1000, while a ripAX2 defective mutant of this strain can cause wilt. The addition of ripAX2 from GMI1000 to the naturally pathogenic strain PSS4 suppresses its pathogenicity, demonstrating that RipAX2 causes AG9125 resistance. Moreover, a zinc binding motif described as necessary to induce defenses on the eggplant wild relative Solanum torvum upon RipAX2 recognition is not necessary for AG91-25 resistance. The conservation of RipAX2 has been studied in the different strains of the bacteria in order to determine the potential of this resistance source against various strains for breeding