Identification et caractérisation d’un gène de résistance à la fusariose de l’épi (TaACT) dans le QTL 2DL du blé

Citation

Kage, U., Karre, S., Kushalappa, A.C., McCartney, C. (2017). Identification and characterization of a fusarium head blight resistance gene TaACT in wheat QTL-2DL. Plant Biotechnology Journal, [online] 15(4), 447-457. http://dx.doi.org/10.1111/pbi.12641

Résumé en langage clair

PLS (FR)
Cette étude a porté sur les fondements biologiques de la résistance du blé (Triticum aestivum) à la fusariose de l’épi. D’après des recherches antérieures, une région sur le bras long du chromosome 2D de la lignée de blé Wuhan 1 contribuerait à la résistance à la fusariose de l’épi. Des métabolites du blé ont été testés chez des lignées de blé avec et sans cette région sur le bras long du chromosome 2D de Wuhan 1, après inoculation du Fusarium graminearum, le pathogène responsable de la fusariose de l’épi, aux plantes. Des métabolites intervenant dans la résistance des plantes à la maladie ont été identifiés. Un gène appelé TaACT (TaACT = Triticum aestivum agmatine coumaroyl transferase) a été identifié comme un gène candidat intervenant dans la production de ces métabolites. Ce gène se trouve dans la région correspondante sur le bras long du chromosome 2D et pourrait être responsable de la résistance à la fusariose de l’épi dans cette région chez la lignée de blé Wuhan 1.

Résumé

© Les auteurs, 2016. Plant Biotechnology Journal publié par la Society for Experimental Biology et The Association of Applied Biologists et John Wiley & Sons Ltd. La résistance du blé à la fusariose de l’épi est considérée comme étant de nature polygénique. Le renforcement des parois cellulaires est l’un des meilleurs mécanismes de résistance du blé contre le Fusarium graminearum, le pathogène responsable de la fusariose de l’épi. L’approche métabolomique appliquée dans le cadre de notre étude a mené à l’identification d’un large éventail de métabolites associés à la résistance, parmi lesquels les amides de l’acide hydroxycinnamique (HCAA), comme la coumaroylagmatine et la coumaroylputrescine, étaient les métabolites associés à la résistance avec le facteur de variation le plus élevé dans les rachis d’une lignée quasi isogénique résistante (NIL R) lors de l’infection par le F. graminearum. Le placement de ces métabolites dans la voie métabolique secondaire a mené à l’identification d’un gène codant l’agmatine coumaroyl transférase, ci après appelé TaACT, comme gène candidat. D’après la séquence d’analyse du blé, le gène TaACT se trouve dans un locus à caractère quantitatif (QTL) de résistance à la fusariose de l’épi sur le bras long du chromosome 2D (QTL 2DL) entre les marqueurs flanquants WMC245 et GWM608. Une analyse phylogénétique semble indiquer que le gène TaACT présente la relation phylogénétique la plus étroite avec un orthologue ACT de l’orge. L’analyse séquentielle du gène TaACT chez des NIL résistantes et sensibles, avec des niveaux très différents de résistance à la fusariose de l’épi, a permis d’identifier plusieurs polymorphismes mononucléotidiques (SNP) et deux inversions qui pourraient être importantes pour la fonction génique. De plus, un rôle du gène TaACT dans la résistance à la fusariose de l’épi a été validé sur le plan fonctionnel au moyen de l’inactivation génique par virus dans une lignée quasi isogénique résistante (NIL R) de blé et en fonction d’études de complémentation chez Arabidopsis avec un mutant ACT. La gravité de la maladie, la biomasse fongique et l’analyse du métabolite associé à la résistance ont confirmé que le gène TaACT est un gène important dans le QTL 2DL du blé, conférant une résistance au F. graminearum.

Date de publication

2017-04-01

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