Transcriptome analyses suggest a disturbance of iron homeostasis in soybean leaves during white mold disease establishment.

Calla, B., Blahut-Beatty, L., Koziol, L., Simmonds, D.H., et Clough, S.J. (2014). « Transcriptome analyses suggest a disturbance of iron homeostasis in soybean leaves during white mold disease establishment. », Molecular Plant Pathology, 15(6), p. 576-588. doi : 10.1111/mpp.12113  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Le Sclerotinia sclerotiorum est un agent pathogène qui cause de graves dommages dans de nombreuses cultures dans le monde. Le principal facteur de virulence de cet agent pathogène est l’acide oxalique (AO). Les mutants qui ne produisent pas d’AO ne peuvent pas causer la maladie, et les végétaux qui produisent des enzymes capables de dégrader l’AO, notamment l’oxalate oxydase (OxO), sont très résistants au S. sclerotiorum. Pour étudier l’effet de l’AO sur les végétaux, nous avons infiltré dans des feuilles de soja 5 mM d’AO, puis avons examiné les changements de l’expression génétique 2 heures après l’infiltration. Nous avons comparé les niveaux d’expression génique des feuilles du soja transgénique porteur du gène codant l’OxO (OxO) et de celles de la lignée parentale, AC Colibri (AC), dans lesquelles nous avions infiltré de l’AO (pH de 2,4) ou de l’eau (pH de 2,4 ou 5,5); nous avons ainsi pu comparer les effets de l’AO qui dépendaient ou non de son pH. Nous avons analysé l’expression génique au moyen de puces à ADN et avons observé que 2 390 gènes dont l’expression a changé (selon la valeur p limite de 0,001 pour le test F). En outre, nous avons pu réduire à 1054 la liste des gènes exprimés de façon différentielle la plus significative en appliquant une contrainte additionnelle (au moins une valeur p corrigée en fonction du taux de faux positifs de < 0,001 avec le test t pairé). Indépendamment du pH, l’AO a modifié les taux d’expression de 78 gènes, et l’induction par l’AO la plus marquée a été observée avec la ferritine. En présence de la combinaison de l’AO et de son faible pH, 1 045 gènes (99 % des gènes significatifs) ont été exprimés de façon différentielle, et plusieurs des gènes régulés à la hausse étaient liés au mécanisme de défense de base, notamment les gènes de la voie phénylpropanoïde et divers cytochromes P450. Nous avons aussi réalisé le séquençage de l’ARN de quatre échantillons : génotypes OxO et AC Colbri infiltrés avec l’AO (pH 2,4) ou l’eau (pH 2,4). En outre, le séquençage de l’ARN nous a permis de constater que les paralogues codant la ferritine étaient fortement induits par l’AO. L’expression du gène codant la ferritine, protéine permettant le stockage du fer, est induite par la présence de fer libre, ce qui donne à penser que le S. sclerotiorum profite de la capacité de l’AO à libérer le fer contenu dans les protéines végétales, car ce phénomène, en plus de causer la mort des cellules de l’hôte, permet au champignon de prélever et d’assimiler le fer pour ses propres besoins métaboliques.

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