Changements dans la composition des rachis du blé après une infection par le Fusarium chez une variété sensible et une variété résistante
Citation
Miller, S.S. and Hadinezhad, M. (2017) Changes in wheat rachis composition after Fusarium infection in a susceptible and a resistant variety. Poster presented at "Plants From Sea to Sky", Annual meeting of the Canadian Society of Plant Biologists, July 4-7, 2017, Vancouver, BC.
Résumé en langage clair
La fusariose de l’épi est une maladie fongique qui affecte tant le rendement que la qualité du blé. Notre laboratoire a étudié les changements dans la composition du blé qui se produisent durant l’infection au Fusarium. Le rachis est la portion de l’épi qui soutient la croissance des grains. Nous utilisons une variété de blé sensible, Chinese Spring (CS), et une variété expérimentale résistante, (CS7EL) qui renferme un fragment de chromosome provenant d’une espèce sauvage de blé apparentée, lequel est porteur de résistance à la fusariose de l’épi. Les épis ont été inoculés de manière à être infectés, et recueillis après 7 jours. Les grains en développement ont été enlevés et les rachis ont été extraits en séquence en vue de l’obtention de la fraction soluble dans l'eau chaude (sucre libre), et des fractions lignine et holocellulose. En fonction du poids, la fraction la plus importante dans tous les échantillons était l'holocellulose (56,8-64,6 %), suivie des solubles dans l'eau chaude (19,7-24,0 %) et de la lignine (15,7-19,7 %). Dans les échantillons infectés, la fraction des solubles dans l'eau chaude a augmenté chez le blé CS, tandis que chez le blé CS7EL, la fraction de lignine a augmenté. Ces résultats donnent à penser que chez la variété sensible CS, la paroi cellulaire a été dégradée par le champignon, laissant échapper des sucres libres. Pour la variété CS7EL, les résultats semblent indiquer qu’un composant de la résistance exprimé dans cette variété est le renforcement de la paroi cellulaire grâce à une production accrue de lignine.
Résumé
La fusariose de l’épi est une maladie fongique qui affecte tant le rendement que la qualité du blé. Nous avons étudié les changements dans la composition des rachis après avoir inoculé le Fusarium graminearum chez une lignée de blé sensible, Chinese Spring (CS), et chez une lignée d’addition, CS7EL, laquelle renferme un fragment de chromosome du Thinopyrum elongatum porteur de résistance à la fusariose de l’épi. Les fleurons ont été inoculés localement à l'anthèse; des différences dans la gravité de l'infection étaient apparentes au jour 5. Les épis ont été recueillis au jour 7, les fleurons ont été enlevés et les rachis ont été extraits en séquence en vue de l’obtention de la fraction soluble dans l'eau chaude (sucre libre), et des fractions lignine et holocellulose. Sur le plan gravimétrique, la fraction la plus importante dans tous les échantillons était l'holocellulose (56,8-64,6 %), suivie des solubles dans l'eau chaude (19,7-24,0 %) et de la lignine (15,7-19,7 %). Dans les échantillons inoculés au Fusarium, la fraction des solubles dans l'eau chaude a augmenté chez le blé CS, ce qui porte à croire à une dégradation de la paroi cellulaire, tandis que chez le blé CS7EL, la fraction de lignine a augmenté, ce qui semble indiquer un renforcement de la paroi cellulaire. La fraction soluble dans l'eau chaude et l'holocellulose ont été évaluées par HPLC-ELSD. Le saccharose, le glucose et le fructose étaient les principaux sucres dans les fractions solubles dans l'eau chaude. Après l'infection, le glucose et le fructose ont augmenté dans les deux variétés : 70 % et 87 % respectivement pour le blé CS, 45 % et 72 % respectivement pour le blé CS7EL. L'hydrolyse des fractions holocellulose a montré que les principaux polysaccharides de la paroi cellulaire du rachis sont la cellulose et l'arabinoxylane. Sept jours après l'infection, le glucose et le xylose avaient diminué dans le blé CS, ce qui semble indiquer une dégradation des deux polysaccharides de la paroi cellulaire; ces sucres étaient inchangés dans le blé CS7EL, ce qui porte à croire à une protection de la paroi cellulaire par une lignification accrue. Les acides uroniques dans la fraction holocellulose ont augmenté dans le blé CS7EL après l'infection, mais ont diminué dans le blé CS.