La phosphorylation de l'effecteur PopP2 de Ralstonia solanacearum par des MAPKs immunitaires potentialise ses fonctions de virulence et limite sa reconnaissance chez Arabidopsis

Phosphorylation of the Ralstonia solanacearum Type III effector PopP2 by immune-related MAPKs potentiate its virulence functions and avoid its recognition by Arabidopsis

• Auteur / Autrice : Maxime Escouboué
• Direction : Laurent Deslandes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions plantes-microorganismes
• Date : Soutenance le 12/04/2019
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Interactions Plantes-Microbes-Environnement

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arabidopsis

Plantes -- Immunologie

Bactéries phytopathogènes

Mots clés libres

Plante

Bactérie

Effecteur

MAPKs

Immunité

Virulence

Plant

Bacteria

Effector

MAPKs

Immunity

Virulence

Résumé

Les bactéries phytopathogènes injectent des facteurs de virulence (appelés effecteurs) dans leurs cellules hôtes pour interférer avec de nombreuses voies de signalisation immunitaires. La bactérie Gram négative Ralstonia solanacearum est l'agent causal du flétrissement bactérien. Parmi ses nombreux effecteurs de type III figure PopP2 dont les fonctions de virulence et d'avirulence ont été largement étudiées précédemment. PopP2 cible les facteurs de transcription de défense WRKY et les acétyles pour inhiber la résistance basale (PTI). Au cours de ce travail, nous montrons que la phosphorylation de PopP2 in planta au niveau de trois motifs SP nécessite la présence d'un domaine de type '' MAPK-docking domain '' situé dans son extrémité N-terminale. Bien que la phosphorylation de PopP2 n'affecte pas sa reconnaissance chez Arabidopsis par le complexe d'immuno-récepteurs RPS4/RRS1-R, ses fonctions de virulence dépendent strictement de cette modification. De façon surprenante, les phosphomutants PopP2, incapables d'être phosphorylés in planta, ont un comportement de protéine avirulente chez un grand nombre d'accessions, indépendamment de la paire RPS4/RRS1-R. Par le biais de différentes approches biochimiques et de microscopie confocale, nous montrons que PopP2 est un substrat de différentes MAPKs associées à la réponse immunitaire et notamment d'AtMPK3 avec qui l'effecteur interagit physiquement au sein du noyau. De façon intéressante, l'activation des activités des MAPKs au cours de la PTI coïncide avec la stimulation du niveau de phosphorylation du PopP2. Une analyse RNA-seq indique que la phosphorylation de PopP2 participe à la dérégulation de nombreux gènes liés aux réponses de défense. Des hypothèses concernant la façon dont le niveau de phosphorylation de PopP2 modulerait ses activités in planta sont présentées. Globalement, ce travail révèle une stratégie de virulence utilisée par un effecteur bactérien qui exploite les MAPKs associées à l'immunité pour (i) potentialiser ses fonctions de virulence et (ii) limiter sa détection chez l'hôte.

Microbial pathogens infect host cells by delivering virulence factors (effectors) that interfere with defense. The Gram-negative Ralstonia solanacearum is the causal agent of bacterial wilt. The well-characterized PopP2 effector form R. solanacearum binds to and acetylate WRKY defensive transcription factors to dampen basal defense responses. In this work, we show that PopP2 phosphorylation on three SP motifs involves a MAPK-docking like domain located in its N-terminus. Although PopP2 phosphorylation does not affect its avirulence activity in Arabidopsis expressing the RPS4/RRS1-R immune receptor complex, its virulence functions strictly depend on this modification. Through different biochemical and confocal microscopy approaches, we show that PopP2 is a substrate of different MAPKs associated with the immune response and in particular, AtMPK3 with which the effector physically interacts in the plant nucleus. Interestingly, activation of MAPK activities during establishment of PTI coincides with the stimulation of the phosphorylation level of PopP2. An RNA-seq analysis indicates that the phosphorylation of PopP2 contributes to the deregulation of many genes related to defense responses. Hypotheses about how PopP2's phosphorylation level would modulate its activities in planta are presented. Overall, this work reveals a virulence strategy used by a bacterial effector that exploits MAPKs associated with immunity to (i) potentiate its virulence functions and (ii) limit its detection in the host.