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Caractérisation des petits ARN interférents issus de virus à l’extrémité des pousses de Pyrus pyrifolia cultivées in vitro et infectées par le virus du bois cannelé du pommier après que les pousses aient été soumises à un traitement thermique

Liu, J., Zhang, X.J., Yang, Y.K., Hong, N., Wang, G.P., Wang, A., Wang, L.P. (2016). Characterization of virus-derived small interfering RNAs in Apple stem grooving virus-infected in vitro-cultured Pyrus pyrifolia shoot tips in response to high temperature treatment, 13(1), 1-11. http://dx.doi.org/10.1186/s12985-016-0625-0

Résumé

Le traitement thermique (aussi connu sous le nom de thermothérapie) est une technologie couramment utilisée dans la culture in vitro de méristèmes apicaux de pousses en vue d’obtenir du matériel génétique exempt de virus pour la lutte contre les maladies virales dans les arbres fruitiers. Le silençage de l’ARN comme mécanisme de défense antiviral ferait partie de ce processus. Pour savoir si l’activation, par une température élevée, du système de silençage des gènes antiviraux dans le méristème apical de l’hôte facilite l’accumulation de petits ARN viraux interférents [pARNvi] (une accumulation qui réduit le titre de l’ARN viral dans les cellules de l’extrémité du méristème d’arbres fruitiers), nous avons utilisé le système pathologique du Pyrus pyrifolia infecté par le virus du bois cannelé du pommier (ASGV, pour Apple stem grooving virus) pour examiner le rôle possible des pARNvi dans le traitement thermique. Pour commencer, nous avons déterminé la séquence du génome entier de l’isolat ASGV-Js2, puis nous avons comparé le profil des pARNiv qui se trouvaient dans la pointe du méristème des pousses de poires (cv. ‘Jinshui no 2’) infectées par l’ASGV et cultivées in vitro à 24 et à 37 °C. Nous avons obtenu, au total, 7 495 et 7 949 lectures de petits ARN de l’extrémité des pousses de poires cultivées respectivement à 24 et à 37 °C. La cartographie des pARNiv au génome de l’isolat ASGV-Js2 a révélé qu’ils étaient distribués de manière irrégulière dans le génome et que les pARNvi de 21 et de 22 nucléotides s’accumulaient préférentiellement aux deux températures. Les nucléotides de l’extrémité 5′-terminale des pARNvi spécifiques d’ASGV dans les pointes de pousses cultivées à différentes températures présentaient des profils de distribution similaires, et le nucléotide « U » était le plus fréquent. Les analyses par RT-qPCR montrent que l’accumulation de génomes viraux est considérablement réduite à 37 °C par rapport à 24 °C, et que cette diminution s’accompagne de concentrations élevées de pARNvi à 37 °C. Étant donné le rôle que jouent les protéines de type enzyme éminceuse (DCL, pour Dicer Like), les protéines argonautes (AGO) et les ARN polymérases dépendantes de l’ARN (RDR) dans la biogenèse des pARNvi, nous avons également cloné une séquence partielle des gènes PpDCL2,4, PpAGO1,2,4 et PpRDR1. Nous avons constaté que l’expression de ces gènes était régulée à la hausse dans les pousses de poire infectées par l’ASGV cultivées à 37 °C. Ensemble, ces résultats montrent que dans le méristème de la pointe des pousses infectées par l’ASGV, le traitement à température élevée provoque une régulation à la hausse de l’expression des gènes clés du silençage de l’ARN, une induction de la biogenèse de pARNvi et une inhibition de l’accumulation des ARN viraux. Il s’agit du premier signalement de la caractérisation de la population de pARNvi chez le poirier infecté par l’ASGV-Js2, induite par un traitement thermique.

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