Lr1-mediated leaf rust resistance pathways of transgenic wheat lines revealed by a gene expression study using the Affymetrix GeneChip® Wheat Genome Array

Le gène du blé Lr1 confère une résistance à certaines races de Puccinia triticina, l’agent pathogène de la rouille brune. Cependant, les bases biologiques qui sous‑tendent les mécanismes complexes de la résistance sont encore très peu connues. Nous avons analysé, au moyen de la puce génomique du blé Affymetrix GeneChip®, les profils d’expression génique de six lignées transgéniques indépendantes exprimant le gène Lr1 prélevées avant l’inoculation (0 h) ainsi que 6 h et 24 h après l’inoculation de P. triticina de la race avirulente CCDS. Six heures et 24 heures après l’inoculation, 3384 ensembles d’amorces correspondant à 2976 transcrits ont été différentiellement exprimés par comparaison aux plantes à 0 h (avant l’inoculation). Les gènes intervenant dans la signalisation de défense sont activés dès 6 heures après l’inoculation et comprennent le gène COI1, l’élément central de la voie de signalisation de l’acide jasmonique. Vingt-quatre heures après l’inoculation, un changement dans le métabolisme cellulaire des plantes, en l’occurrence la conservation du carbone, est notable. Les enzymes de la glycolyse et de la gluconéogenèse sont régulées à la baisse; toutefois, les enzymes liées aux autres processus de séquestration du carbone, tels que le cycle du glyoxylate, sont régulés à la hausse. En outre, 24 heures après l’inoculation, les molécules de signalisation secondaire appartenant aux diverses voies de signalisation des hormones ont été activées. Ces données, obtenues avec la puce à ADN, semblent indiquer que la résistance à la rouille brune due au gène Lr1 est assurée par le début précoce de la signalisation de défense, suivie par une action réciproque coordonnée de la modification du métabolisme et de l’apparition de réactions de défense.