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Low temperature induced defence gene expression in winter wheat in relation to resistance to snow moulds and other wheat diseases

Gaudet, D.A., Wang, Y., Frick, M., Puchalski, B., Penniket, C., Ouellet, T., Robert, L.S., Singh, J., et Laroche, A. (2011). « Low temperature induced defence gene expression in winter wheat in relation to resistance to snow moulds and other wheat diseases. », Plant Science, 180(1), p. 99-110. doi : 10.1016/j.plantsci.2010.07.023  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

L’acclimatation au froid du blé d’hiver à 2 °C pendant 1-6 semaines a augmenté sa résistance aux moisissures nivéales (Basidiomycètes frigophiles [LTB], Typhula incarnata et Microdochium nivale), à l’oïdium (Blumaria graminis f. sp. graminis) et à la rouille jaune (Puccinia striiformis). L’utilisation de biopuces après une période d’acclimatation au froid de 0,25, de 0,5, de 1, de 7, de 21 et de 49 jours nous a permis de constater chez le blé d’hiver une régulation à la hausse de divers gènes liés à la réponse au stress (ceux associés aux mécanismes de défense et aux stress abiotiques), de différents facteurs de transcription (plusieurs lipoxygénases et facteurs ERF (Ethylene Responsive Factors) et de gènes WRK. Pour la majorité de ces gènes, la régulation à la hausse a eu lieu plus tard, c’est-à-dire entre le 21e et le 49e jour d’acclimatation au froid, et elle a coïncidé avec les taux d’expression les plus élevés de la résistance aux moisissures nivéales. La régulation à la hausse observée chez les séquences géniques associées aux mécanismes de défense a été plus importante, et, chez la lignée CI14106 résistante à la moisissure nivéale, un plus grand nombre de séquences ont été régulées à la hausse que chez la lignée DH+268 résistante au froid. Après une période prolongée à -3 °C, avec ou sans infection à la moisissure nivéale, les profils de transcription des gènes candidats de défense et de réponse au stress montrent une diminution dans le nombre de transcrits des gènes PR1.1b et NPR3 liés à la défense durant les 12 semaines d’incubation. De plus, 14 jours d’acclimatation au froid n’ont pas suffi à permettre l’expression complète des gènes de synthèse de l’acide jasmonique, de l’allène oxyde synthase (AOS) ou de l’enzyme de dégradation des fructanes, β-fructofuranosidase, comme c’était le cas après 42 jours de traitement. Dans des conditions d’infection expérimentales, nous avons constaté chez la lignée CI14106, résistante à la moisissure nivéale, le maintien de quantités accrues de transcrits d’AOS pendant des périodes plus longues que ce que nous avons observé chez la lignée sensible Norstar. Ces résultats expliquent la nature de la résistance aux moisissures nivéales induite par le froid et nous orientent dans l’élaboration de critères de sélection visant à améliorer la résistance et la tolérance au froid du blé d’hiver.

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