Profils comparatifs des transcriptomes de lignées de blé hexaploïde quasi isogéniques différant au niveau des allèles efficaces au QTL de résistance à la fusariose de l’épi 2DL
Citation
Biselli, C., Bagnaresi, P., Faccioli, P., Hu, X., Balcerzak, M., Mattera, M.G., Yan, Z., Ouellet, T., Cattivelli, L., Valè, G. (2018). Comparative transcriptome profiles of near-isogenic hexaploid wheat lines differing for effective alleles at the 2DL FHB resistance QTL. Frontiers in Plant Science, [online] 9 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2018.00037
Résumé en langage clair
Le Fusarium graminearum cause une importante maladie chez le blé : la fusariose de l’épi. Nous avons analysé les profils globaux d’expression génique de deux lignées de blé, 3 jours après l’inoculation des épis. Une des lignées contenait un élément de résistance (QTL) sur le bras long du chromosome 2D et l’autre, la lignée sœur sensible, ne le contenait pas. De nombreux gènes ont été touchés par l’infection, notamment chez la lignée sensible. Ainsi, l’infection a réprimé les gènes utilisés pour produire de l’énergie et fonctionner correctement, alors qu’elle a activé les gènes associés à la défense contre les pathogènes, tous des signes de « grand combat ». Plusieurs des gènes candidats ayant pu contribuer à la résistance ont été identifiés. De petits éléments de régulations spécifiques, appelés micro-ARN (miARN), ont aussi été produits tant par la plante que par le champignon, et l’on suppose qu’ils contribuent au résultat (positif ou négatif) de l’infection.
Résumé
© Biselli, Bagnaresi, Faccioli, Hu, Balcerzak, Mattera, Yan, Ouellet, Cattivelli et Valè, 2018. La fusariose de l'épi, causée par le champignon Fusarium graminearum, est une des principales maladies du blé dans le monde, provoquant d’importantes pertes de rendement et la réduction de la qualité des grains en raison de l'accumulation de mycotoxines. Pour examiner la réponse moléculaire associée au QTL de résistance à la fusariose de l’épi 2DL, nous avons procédé à l’analyse détaillée du transcriptome de la réponse précoce à l'infection par F. graminearum, soit 3 jours après l'inoculation du champignon dans les épillets et les rachis. L’analyse a été effectuée sur deux lignées quasi isogéniques qui différaient quant à la présence du QTL 2DL (2-2618, résistant, 2DL+ et 2-2890, sensible [sans 2DL]). La réponse générale à l'infection fongique en termes de tendance à l'accumulation d'ARNm a été semblable chez les deux lignées, même s’il y avait un nombre plus élevé de gènes exprimés de façon différentielle dans la lignée sensible, ainsi qu’une régulation à la baisse du métabolisme primaire et du métabolisme énergétique, une régulation à la hausse des enzymes intervenant dans la biosynthèse de la lignine et du phénylpropanoïde, une activation de la biosynthèse des hormones et des voies de transduction du signal ainsi que des gènes impliqués dans l'homéostasie de l’oxydoréduction et dans la régulation de la transcription. La recherche de gènes candidats avec des profils d'expression associés au QTL 2DL de la résistance à la fusariose de l’épi a mené à la découverte de processus modulés de façon différentielle dans les lignées quasi-isogéniques R et S relativement aux éléments suivants : métabolisme de la paroi cellulaire, voies de signalisation des sucres et du jasmonate, réception et transduction du signal, régulation de l’état d’oxydoréduction et des facteurs de transcription. Les miARN associés à la réponse du blé à la fusariose de l’épi qui étaient régulés de façon différentielle pourraient également 1) jouer un rôle dans les activités de la superoxyde dismutase et 2) influer sur les gènes de régulation des réponses aux stress biotiques/abiotiques de même que sur la signalisation de l'auxine. Une modification de l'expression génique a également été observée pour les ARN fongiques non codants. Les cibles présumées de deux d'entre eux étaient représentées par le gène WIR1A du blé, intervenant dans la réponse de résistance, et un gène codant une protéine apparentée à la jacaline, qui intervient dans la réponse aux stress biotiques et abiotiques, en favorisant les interactions entre la plante et le champignon.