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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes - LIPM

Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes

Thèmes de recherche - Pouvoir pathogène de Ralstonia et adaptation à son environnement

1) Analyse fonctionnelle des effecteurs de Type 3

type3 Function July 2011

R. solanacearum possède un très large répertoire d'effecteurs de Type 3 (ET3). Une database recense l'ensemble des ET3 dans une large collection de souches. Ces effecteurs étant injectés par la bactérie dans les cellules végétales, leur caractérisation fonctionnelle nécessite donc l'identification et la caractérisation de leurs cibles végétales afin de comprendre leur mode d'action dans la cellule hôte.

A l’issue de comparaisons de nombreuses séquences génomiques, nous avons défini un groupe de ‘core’ effecteurs dont la présence est conservée chez les souches séquencées représentatives de la biodiversité de l’espèce R. solanacearum. Des recherches systématiques d’interacteurs protéiques de ces effecteurs chez la Tomate sont actuellement menées par des approches de double hybride. L’objectif est de réaliser des expériences de génétique-inverse sur ces cibles plante afin de mieux comprendre la contribution de ces interactions ET3-cibles végétales à la mise en place de la maladie du flétrissement bactérien. Grâce à ces connaissances, nous espérons pouvoir trouver (i) des gènes de sensibilité et/ou (ii) des variants alléliques pouvant échapper à la reconnaissance par les ET3, et ainsi proposer de nouvelle stratégies de lutte contre cette maladie bactérienne.

La recherche de gènes associés à la résistance ou à la sensibilité en utilisant des approches de criblage de la diversité naturelle des plantes (approches GWA) est également en cours (Arabidopsis, Tomate).

Plusieurs effecteurs ont été caractérisés fonctionnellement, tels que les effecteurs de la famille RipG, qui comprend 7 gènes et dont les produits possèdent des domaines LRR-F-box typiques de protéines eucaryotes impliquées dans les complexes d’ubiquitination. Une autre voie d'investigation porte sur les mécanismes de régulation de l'activité des effecteurs de type 3, notamment lors de leur translocation dans les cellules végétales. Nous avons identifié plusieurs chaperonnes associées au Type 3 contrôlant la sécrétion de ces effecteurs, et des observations suggèrent qu'une altération de ce processus de sécrétion est  préjudiciable sur des hôtes spécifiques.

Notre groupe a également caractérisé plusieurs effecteurs qui déterminent la gamme hôte de R. solanacearum GMI1000. Par exemple, les protéines d'avirulence AvrA et PopP1, qui sont spécifiquement reconnues par le système immunitaire du Tabac et déclenchent une réponse de défense dite 'hypersensible', empêchent l’agent pathogène d'établir une infection sur cet hôte. 

 Acteurs projet: Stéphane Genin, Nemo Peeters, Fabienne Vailleau, Patrick Barberis, Fabien Lonjon, Alice Morel, Cyrus Sabbagh, Manuel Gonzalez-Fuente.

2) Adaptation de R. solanacearum à son environnement

bandeau Adaptation

Des observations de terrain publiées dans la littérature témoignent régulièrement de l'extension de la gamme d'hôte de R. solanacearum, suggérant que cette bactérie possède un fort potentiel adaptatif lui permettant d'infecter des hôtes multiples appartenant à des familles botaniques éloignées. Cette propriété offre ainsi une occasion unique d'étudier les mécanismes moléculaires dirigeant ce trait. Nous avons donc amorcé en 2008 un projet d'évolution expérimentale de R. solanacearum par des expériences de passages en série sur différentes variétés et espèces de plantes, suivies par un re-séquençage du génome complet de variants présentant des gains adaptatifs. Cette approche nous a permis d'identifier des altérations génétiques touchant des gènes régulateurs essentiels pour l'aptitude parasitaire in planta. La caractérisation fonctionnelle de ces gènes est actuellement menée.Plus récemment, nous avons mis en place des travaux visant à déterminer l’importance des altérations épigénétiques dans l’adaptation à l’hôte.

Afin d’étudier dans sa globalité l’adaptation métabolique du pathogène aux conditions physiologiques de l’hôte, nous avons développé une approche de biologie systémique visant à reconstruire à la fois le réseau métabolique et le réseau de régulation de la virulence. Toutes les réactions métaboliques identifiées à l’échelle du génome ont été manuellement expertisées afin de générer une construction de ce réseau. Des approches de modélisation utilisant ces réseaux seront utilisées dans le futur afin de prédire les variables environnementales qui contraignent l’aptitude à coloniser efficacement son hôte.

 Acteurs projet: Stéphane Genin, Alice Guidot, Caroline Baroukh, Xavier Barlet, Anthony Perrier, Rekha Gopalan Nair