Endogenous silencing of Puccinia triticina pathogenicity genes through in planta-expressed sequences leads to the suppression of rust diseases on wheat.

Panwar, V., McCallum, B.D., et Bakkeren, G. (2013). « Endogenous silencing of Puccinia triticina pathogenicity genes through in planta-expressed sequences leads to the suppression of rust diseases on wheat. », Plant Journal, 73(3), p. 521-532. doi : 10.1111/tpj.12047  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les champignons qui causent la rouille sont de redoutables phytopathogènes. L’ébauche du génome de plusieurs espèces infectant le blé a été publiée, et des gènes susceptibles de contribuer à leur pathogénicité ont été identifiés par des analyses comparatives avec des champignons pathogènes se prêtant à la manipulation génétique. Nous avons besoin d’outils d’analyse génique fonctionnelle pour comprendre le processus d’infection de ces parasites obligatoires et confirmer si les gènes réputés être à l’origine de leur pathogénicité pourraient être la cible de mesures de lutte. Nous avons modifié une épreuve de silençage génique transitoire in planta relayé par Agrobacterium tumefaciens pour l’appliquer aux espèces du genre Triticum (blé), et nous l’avons utilisée pour cibler les gènes réputés être à l’origine de la pathogénicité de l’agent de la rouille des feuilles du blé, Puccinia triticina (Pt), soit un gène de MAP kinase PtMAPK1, un gène de cyclophiline PtCYC1 ainsi que le gène de la calcineurine B PtCNB, afin d’analyser leur rôle dans la maladie. L’agroinfiltration ayant permis d’introduire des constructions de silençage en épingle à cheveux dans le blé, des molécules de siARN spécifiques du gène fongique ont été produites dans les feuilles infiltrées, ce qui s’est traduit par la réduction (jusqu’à 70 %) de la transcription des gènes endogènes ciblés chez Pt en conditions de surinfection. Le silençage in vivo a eu un grand effet suppresseur sur la maladie, la croissance et la sporulation du champignon ayant été compromises, comme nous avons pu le constater au microscope confocal et par la mesure de la diminution de la biomasse fongique et de la formation d’urédinies. Fait intéressant à noter, avec la même construction génique, nous avons également obtenu un effet de suppression des infections à Puccinia graminis et à Puccinia striiformis. Nos résultats montrent que le silençage génique transitoire in planta relayé par A. tumefaciens peut servir en génétique inverse pour découvrir la fonction des gènes des agents de la rouille. Cette étude de validation de concept indique que les transcrits fongiques ciblés pourraient jouer un rôle important en pathogenèse et constitueraient peut-être des cibles intéressantes pour susciter, au moyen d’ARN interférent, une résistance aux agents de la rouille.

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