Deux petites protéines sécrétées par Puccinia triticina induisent une réduction de l’expression transitoire de l’enzyme ß-glucoronidase dans les isolignes du blé contenant les gènes Lr9, Lr24 et Lr26

Citation

Segovia, V., Bruce, M., Shoup Rupp, J.L., Huang, L., Bakkeren, G., Trick, H.N., Fellers, J.P. (2016). Two small secreted proteins from Puccinia triticina induce reduction of ß-glucoronidase transient expression in wheat isolines containing Lr9, Lr24 and Lr26. Canadian Journal of Plant Pathology, [online] 38(1), 91-102. http://dx.doi.org/10.1080/07060661.2016.1150884

Résumé en langage clair

On en sait peu sur l’interaction moléculaire entre le blé et la rouille brune (Puccinia triticina Eriks). Toutefois, nous commençons à avoir accès à des outils génomiques qui nous permettront de mieux comprendre les interactions entre l’hôte et l’agent pathogène. Au moment de l’infection, de nombreux agents pathogènes sécrètent dans leur hôte un grand nombre de petites protéines et des facteurs de virulence qui aident à supprimer les réactions de défense de la plante et incitent l’hôte à libérer des substances nutritives au profit du pathogène microbien pour sa propre survie et propagation. Des efforts considérables sont déployés pour comprendre la fonction précise de ce soi-disant sécrétome de divers agents pathogènes. Il est important de mentionner qu’on croit que certains facteurs de virulence sécrétés sont des effecteurs d’avirulence, c’est-à-dire que leur action ou leur interaction avec les protéines hôtes déclenche une réaction de défense et, par conséquent, empêche l’agent pathogène de poursuivre l’infection. Ces protéines hôtes sont souvent les produits de gènes de résistance et sont précieuses pour l’amélioration de la résistance des cultures. Par conséquent, les effecteurs d’agents pathogènes sécrétés peuvent être des outils précieux pour identifier les gènes de résistance aux fins d’amélioration et pour comprendre les moyens de défense des plantes cultivées. Dans le cadre de ce travail, 10 protéines effectrices prévues sécrétées par P. triticina ont été identifiées, et il a été démontré que deux d’entre elles sont exprimées pendant l’infection du blé. Trois de ces protéines effectrices sécrétées candidates (Pt3, Pt12 et Pt27) ont été utilisées dans une évaluation fonctionnelle, s’appuyant sur des expériences biolistiques, afin de déterminer si elles pourraient provoquer la mort de cellules hypersensibles, qui est un signe d’interactions avec les gènes de résistance à la rouille brune du blé. Il y a des éléments qui montrent que la protéine Pt3 peut interagir avec les gènes de résistance du blé Lr9 et Lr24, et que la protéine Pt27 peut interagir avec l’isoligne du gène de résistance Lr26 du blé. Ces résultats portent à croire que les protéines Pt3 et Pt27 peuvent avoir une fonction d’avirulence contre la rouille brune du blé chez les génotypes résistants et peuvent être utilisés pour rechercher les gènes de résistance correspondants.

Résumé

On en sait peu sur l’interaction moléculaire entre le blé et la rouille brune (Puccinia triticina Eriks). Toutefois, nous commençons à avoir accès à des outils génomiques qui nous permettront de mieux comprendre les interactions entre l’hôte et l’agent pathogène. Des efforts importants sont déployés en vue de comprendre les sécrétomes de divers agents pathogènes, car on croit que les peptides sécrétés sont les meilleurs candidats pour les effecteurs d’avirulence. Dans le cadre de ce travail, on a évalué une bibliothèque de l’ADN complémentaire de l’haustorium de P. triticina pour déterminer la présence de protéines contenant des signaux d’excrétion. Dix des protéines prévues ont été trouvées dans la bibliothèque, dont deux ont été exprimées en fractions d’haustorium. Trois des protéines sécrétées (Pt3, Pt12 et Pt27) ont été utilisées dans le cadre d’expériences biolistiques afin de déterminer si elles pourraient provoquer la mort de cellules hypersensibles, qui est souvent observée dans les interactions incompatibles entre la rouille et les gènes de résistance à la rouille brune du blé. Quand la protéine Pt3 a été bombardée avec un vecteur d’expression de l’enzyme ß-glucoronidase dans des isolignes de blé contenant les gènes de résistance Lr9 ou Lr24, on a observé une réduction importante.

Date de publication

2016-01-02

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