Gènes et métabolites végétaux marqueurs de l'association riz-bactérie phytobénéfique

Root genes and metabolites as markers of rice-phytobeneficial bacteria association

• Auteur / Autrice : Marine Valette
• Direction : Florence Wisniewski-Dyé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des interactions plantes-bactéries
• Date : Soutenance le 24/05/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écologie Microbienne (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Maria P Fernandez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Wisniewski-Dyé, Essaïd Ait Barka
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Czernic, Marc Ongena

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Métabolites

Rhizosphère

Azospirillum

Riz

Mots clés libres

Oryza sativa

Azospirillum

Rhizosphère

Metabolites secondaires racinaires

Expression de genes dans les racines

Plant Growth-Promoting Rhizobacteria

Oryza sativa

Azospirillum

Rhizosphere

Root secondary metabolites

Root gene expression

Plant Growth-Promoting Rhizobacteria

Résumé

Ce projet explore l’hypothèse selon laquelle les gènes et les métabolites végétaux communément régulés joueraient un rôle majeur dans l’interaction riz-PGPR et constituerait une signature moléculaire de la perception des PGPR par le riz. Dans cet objectif, une analyse intégrant le suivi de l’expression d’une sélection de gènes ainsi que le profilage des métabolites secondaires a été conduite sur les racines d’un unique cultivar de riz (Nipponbare) en réponse à l’inoculation de dix souches de PGPR appartenant à divers genres bactériens (Azospirillum, Herbaspirillum, Paraburkholderia). Nos résultats ont permis l’identification de quatre gènes de riz pouvant être considérés comme marqueurs de l’association riz-PGPR, avec notamment deux gènes impliqués dans la biosynthèse de phytoalexines et un gène codant pour une protéine PR (pathogenesis-related). De plus, une signature métabolique commune, constituée de neuf composés, a été mise en évidence, dont la réduction de l’accumulation de trois alkylrésorcinols et l’augmentation de l’accumulation de deux amides d’acides hydroxycinnamiques (HCAA) : la N-p-coumaroylputrescine et la N-féruloylputrescine. Cette signature métabolique a été corrélée avec l’augmentation de l’expression de deux gènes impliqués dans la biosynthèse de la N-féruloylputrescine. Il est intéressant d’observer que la confrontation du riz à un pathogène bactérien entraine une réduction de l’accumulation de ces HCAA dans les racines. Cette accumulation d’HCAA, qui sont des composés antimicrobiens potentiels, pourrait être considérée comme une réaction primaire de la perception de bactéries par le riz

Besides, a common metabolomic signature of nine compounds was highlighted, with the reduced accumulation of three alkylresorcinols and increased accumulation of two hydroxycinnamic acid amides (HCAA), identified as N-p-coumaroylputrescine and N-feruloylputrescine. This coincided with the increased transcription of two genes involved in the N-feruloylputrescine biosynthetic pathway. Interestingly, exposure to a rice bacterial pathogen triggered a reduced accumulation of these HCAA in roots. Accumulation of HCAA, that are potential antimicrobial compounds, might be considered as a primary reaction of rice to bacterial perception