Role of mannitol metabolism and Glutathion-S-transferase in pathogenic determinism of Alternaria brassicicola

REPONSES ADAPTATIVES D'ALTERNARIA BRASSICICOLA AU STRESS OXYDATIF LORS DE L'INTERACTION AVEC LES BRASSICACEES. Rôle du métabolisme du mannitol et des Glutathion-S-transférases

Benoit Calmes (1)

1 PAVE - INH : Pathologie végétale : biodiversité, écologie, interactions bioagresseurs-plantes

The induction of oxidative stress during infection plays a crucial role in host defense mechanisms. , The plant family Brassicaceae includes many important crop plants and the model species Arabidospsis thaliana. Within this plant family, the oxidative stress can be generated either by reactive oxygen species (ROS) released around the infected area during the oxidative burst, or by plant secondary metabolites, such as isothiocyanates (ITC). The necrotrophic fungus Alternaria brassicicola is the causative agent of black spot disease of Bassicaceae. Despite this host defense system, this fungus is still able to complete its infectious disease cycle, indicating the existence of strategies to cope with this oxidative. In this study, we showed that oxidative stress tolerance of A. brassicicola was partly dependent on the mannitol metabolism, which was involved in conidial resistance during the in planta oxidative burst, and in protection against intracellular damages caused by ITC during the early step of infection. Our results also supported the potential involvement of Glutathion-S-transférase enzymes in ITC detoxification mechanisms. Alteration of mannitol metabolism or inactivation of selected GST resulted in reduced virulence indicating that their targeting would be an attractive option for antifungal strategies.

L'induction par un hôte d'un stress oxydatif chez un parasite représente l'une des stratégies de défense chimique les plus répandues. Chez les Brassicacées, famille de plantes comprenant des espèces à fort intérêt agronomique comme le chou ou le colza, ou d'intérêt scientifique comme Arabidopsis thaliana, le stress oxydatif peut être généré soit par des formes actives d'oxygène libérées au niveau de la zone d'agression lors du burst oxydatif soit par des molécules issues du métabolisme secondaire de la plante telles que les isothiocyanates (ITC). Bien que fortement exposé à un tel stress lors de l'infection, Alternaria brassicicola, champignon pathogène nécrotrophe inféodé aux Brassicacées, est capable d'accomplir son cycle parasitaire et donc de s'y adapter. Cette thèse met en évidence que la tolérance du champignon aux stress oxydatif est partiellement dépendante du métabolisme du mannitol qui participe à la résistance des conidies lors du burst oxydatif in planta ou à la protection contre les dommages intracellulaires des FAO générées par les ITC lors des phases précoces de l'interaction. Les travaux réalisés montrent également que la charge fongitoxique des dérivés des glucosinolates peut être inhibée par leur conjugaison au glutathion via des Glutathion-Stransférases (GST) spécifiques. L'altération du métabolisme du mannitol ou l'inactivation de ces GST diminue significativement le pouvoir pathogène d'A. brassicicola et la régulation de ces voies métaboliques est donc à considérer dans l'optique de développer de nouvelles stratégies de protection des cultures.

Mots clés: Alternaria brassicicola; pouvoir pathogène; stress oxydatif; isothiocyanate; mannitol; glutathion-s-transférase; Virulence; oxidative stress

Domaines: Biologie végétale

Benoit Calmes. REPONSES ADAPTATIVES D'ALTERNARIA BRASSICICOLA AU STRESS OXYDATIF LORS DE L'INTERACTION AVEC LES BRASSICACEES. Rôle du métabolisme du mannitol et des Glutathion-S-transférases. Biologie végétale. Université d'Angers, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00663349⟩