WAX INDUCER1 (HvWIN1) transcription factor regulates free fatty acid biosynthetic genes to reinforce cuticle to resist Fusarium head blight in barley spikelets.

Kumar, A., Yogendra, K.N., Karre, S., Kushalappa, A.C., Dion, Y., et Choo, T.-M. (2016). « WAX INDUCER1 (HvWIN1) transcription factor regulates free fatty acid biosynthetic genes to reinforce cuticle to resist Fusarium head blight in barley spikelets. », Journal of Experimental Botany. doi : 10.1093/jxb/erw187  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La fusariose de l’épi causée par le Fusarium graminearum est une des maladies les plus dévastatrices des cultures de blé et d’orge. De nature quantitative, la résistance à la fusariose est très complexe et souvent classifiée comme une résistance à l’infection des épillets et à la propagation du pathogène dans le rachis. Dans cette étude, nous avons utilisé la chromatographie en phase liquide et la spectrométrie de masse à haute résolution pour déterminer le profil des métabolites de deux génotypes d’orge à deux rangs, le CI9831 résistant à la fusariose et le H106-371 sensible à la maladie, chez lesquels le niveau de résistance des épillets est contrastant. Nous avons découvert que les métabolites clés associés à la résistance appartenaient aux voies de biosynthèse des acides gras, des phénylpropanoïdes, des flavonoïdes et des terpénoïdes. Les acides linoléique et palmitique étaient parmi les métabolites associés à la résistance qui variaient le plus. Ces acides gras libres sont déposés en tant que monomères et oligomères de cutine pour renforcer la cuticule, laquelle agit comme barrière à l’entrée des pathogènes. Les essais de PCR quantitative en temps réel ont révélé une expression plus élevée des facteurs de transcription KAS2, CYP86A2, CYP89A2, LACS2 et WAX INDUCER1 (HvWIN1) chez le génotype résistant que chez le génotype sensible auxquels on avait inoculé le pathogène. Chez le génotype résistant inoculé avec le pathogène, le silençage du gène HvWIN1 induit par un virus a augmenté la gravité de la maladie ainsi que la biomasse fongique et diminué l’abondance des acides gras libres, dont l’acide linoléique et l’acide palmitique. Il est intéressant de noter que l’expression des gènes CYP86A2, CYP89A2 et LAC2 était aussi inhibée, révélant le rôle du HvWIN1 dans la régulation de ces gènes dans la biosynthèse de cuticule, comme mécanisme de défense.

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