Using transcription of six Puccinia triticina races to identify the effective secretome during infection of wheat.

Bruce, M., Neugebauer, K.A., Joly, D.L., Migeon, P., Cuomo, C.A., Wang, S.C., Akhunov, E.D., Bakkeren, G., Kolmer, J.A., et Fellers, J.P. (2014). « Using transcription of six Puccinia triticina races to identify the effective secretome during infection of wheat. », Frontiers in Plant Science, 4(Jan: Article 520), p. 1-7. doi : 10.3389/fpls.2013.00520  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La rouille des feuilles causée par un basidiomycète, le Puccinia triticina, peut provoquer chez le blé des pertes de rendement pouvant atteindre 20 % dans les régions productrices de cette céréale. Au cours de l’infection, le champignon produit des haustoriums qui secrètent dans la cellule végétale des protéines modifiant le processus de transcription, le métabolisme et les mécanismes de défense de la plante. Nous avançons que de nouvelles races du pathogène apparaissent lorsque des changements dans les protéines effectrices secrétées permettent de surmonter la résistance de la plante. Afin de comprendre comment les gènes sont exprimés au cours de l’infection et de cerner les différences génétiques associées aux diverses races, nous avons séquencé l’ARN extrait de feuilles de blé infectées l’une ou l’autre de six races de rouille, six jours après l’inoculation, au moyen du système Illumina. Comme le P. triticina est un biotrophe obligatoire, les ARN du champignon et de son hôte étaient tous deux présents; nous les avons séparés au moyen d’un alignement avec le génome du P. triticina et avec un marqueur de référence EST du blé. Nous avons pu assembler 222 571 contigs de la rouille à partir de 165 millions de lectures. Un examen de ces contigs a permis de prédire la présence de 532 protéines secrétées parmi les transcrits, et 456 de celles-ci se rencontraient chez toutes les races. Nous avons relevé 14 gènes présentant des modifications d’acides aminés, qui pourraient correspondre à des effecteurs d’avirulence potentiellement reconnus par 11 gènes différents de résistance à la rouille des feuilles (gènes Lr). Treize de ces effecteurs d’avirulence présumés ne présentent aucune homologie avec des gènes connus. Un gène présentait une similarité significative avec le gène codant la cérato-platanine, éliciteur fongique connu, tandis qu’un autre présentait une similarité avec celui codant la tyrosinase fongique, enzyme intervenant dans la synthèse de la mélanine. Nous avons établi le profil d’expression temporelle de ces gènes par qRT-PCR et avons ainsi constaté que les 15 gènes présentent des profils d’expression semblables depuis le début de l’infection jusqu’à immédiatement avant l’éruption des spores.

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