Fine mapping of Rcr1 and analyses of its effect on transcriptome patterns during infection by Plasmodiophora brassicae.

Chu, M.G., Song, T., Falk, K.C., Zhang, X., Liu, X., Chang, A., Lahlali, R.L., McGregor, L., Gossen, B.D., Yu, F.Q., et Peng, G. (2014). « Fine mapping of Rcr1 and analyses of its effect on transcriptome patterns during infection by Plasmodiophora brassicae. », BMC Genomics, 15(1: Article number 1166), p. 1-20. doi : 10.1186/1471-2164-15-1166  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte. Le protiste Plasmodiophora brassicae est un pathogène biotrophe du sol qui cause la hernie chez les cultures de Brassica partout dans le monde. Cette maladie constitue une menace sérieuse pour les 8 M d’hectares de canola (Brassica napus) cultivés annuellement dans l’ouest du Canada. Même si la résistance de l’hôte est la clé de la gestion de cette maladie, les sources de résistance sont limitées. Résultats. Pour identifier de nouvelles sources de résistance à la hernie (RH), nous avons procédé à la cartographie fine d’un gène de RH (Rcr1, pour Resistance to clubroot) du B. rapa ssp. chinensis dans la région entre 24,26 Mb et 24,50 Mb du groupe de liaison A03, en utilisant plusieurs marqueurs connus étroitement liés. Pour analyser le transcriptome, nous avons séquencé l’ARN d’une population F1 qui avait été inoculée avec le P. brassicae et qui présentait des caractères de ségrégation : 2212 gènes exprimés de manière différentielle (GED) ont été identifiés entre les plantes qui portaient le Rcr1 et celles qui ne le portaient pas. L’annotation fonctionnelle de ces GED a révélé que plusieurs processus biologiques liés aux défenses de la plante, dont la signalisation et le métabolisme des jasmonates et de l’éthylène, l’accumulation défensive de callose et la biosynthèse des composés de type indole, sont significativement régulés à la hausse chez les plantes porteuses du Rcr1, même si les gènes intervenant dans les voies de métabolisation et de signalisation de l’acide salicylique ne sont généralement pas plus exprimés. Plusieurs GED intervenant dans le métabolisme qui pourraient être liés au développement des symptômes de la hernie, dont ceux de la biosynthèse de l’auxine, de la croissance et du développement cellulaire, ont été significativement moins exprimés chez les plantes porteuses du Rcr1. Conclusion. Le gène Rcr1 de résistance à la hernie et les marqueurs qui lui sont étroitement liés seront très utiles pour la sélection de nouveaux cultivars de canola résistants à la hernie. L’identification des GED entre les plantes porteuses et non porteuses du Rcr1 est une étape importante dans la compréhension des voies de métabolisation et de signalisation modulées par le Rcr1 et jouant un rôle dans la résistance à la hernie. Ces données peuvent contribuer à l’utilisation judicieuse des gènes de résistance à la hernie ayant des mécanismes d’action complémentaires pour une résistance durable à cette maladie.

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