Response to environmental stresses, cell-wall integrity, and virulence are orchestrated through the calcineurin pathway in ustilago hordei

Chez les eucaryotes, plusieurs processus biologiques sont régulés par la signalisation calcique. La calcineurine est une sérine/thréonine phosphatase régulée par le calcium et la calmoduline constituée d’une sous‑unité catalytique A et d’une sous‑unité régulatrice B. La sous‑unité catalytique est responsable de l’activité phosphatase et active par déphosphorylation des composés en aval, comme le facteur de transcription Crz1. L’importance de cette voie dans la réaction au stress environnemental a été étudiée chez plusieurs champignons pathogènes. Le basidiomycète Ustilago hordei est responsable du charbon vêtu de l’orge. Nous avons étudié le rôle de la voie activée par le Ca²⁺ et la calcineurine par délétion des gènes UhCna1 et UhCnb1. Ces gènes n’étaient pas essentiels chez U. hordei, mais les mutants correspondants présentaient divers phénotypes sous l’effet de stress environnementaux comme la sensibilité au pH, à la température, au H₂O₂ et aux cations mono‑ et divalents, et de stress génotoxiques, acides ou oxydatifs. L’intégrité de la paroi cellulaire était compromise chez les mutants qui présentaient une modification de leur morphologie cellulaire. La reproduction était retardée, mais non supprimée, et des sensibilités conjuguées pouvaient expliquer une virulence grandement réduite envers les plants d’orge. Une analyse de l’expression a révélé que la réponse au stress salin faisait intervenir l’induction de gènes encodant l’ATPase dans la membrane, soit les gènes UhEna1 et UhEna2 qui sont régulés par la voie de la calcineurine. La régulation positive du gène UhFKS1, un gène encodant la 1,3‑β‑D‑glucane synthase, était corrélée à une augmentation de la concentration de 1,3‑β‑D‑glucane chez les mutants calcineurine cultivés sous stress salin