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Université d'Angers (22/01/2009), Jean-Pierre Paulin (Dir.)
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Interaction entre des mutants hrp d'Erwinia amylovora, agent du feu bactérien, le parent pathogène et la plante hôte : recherche de mécanismes modulant la compatibilité
Sophie Cesbron1

Le feu bactérien des Maloideae est provoqué par Erwinia amylovora, gamma-protéobactérie dont le pouvoir pathogène repose un système de sécrétion de type trois (T3SS). Des travaux antérieurs ont révélés que des mutants hrp de régulation de ce système (hrpL, hrpS), avirulents, sont capables de protéger la plante d'une infection par la souche sauvage. Nous avons d'abord voulu savoir si la protection est due à une induction de défenses chez la plante. L'étude de l'expression de gènes de défense dépendants des voies de l'acide salicylique, de l'acide jasmonique, de l'éthylène et des phénylpropanoïdes montre qu'aucune de ces voies n'est particulièrement induite par les mutants de régulation. Puis après avoir écarté l'hypothèse d'un effet direct des mutants sur la souche sauvage, nous avons recherché des différences au niveau protéique et surtout transcriptomique entre ces bactéries par des démarches avec et sans a priori (gènes-cibles vs cDNAAFLP). Les résultats montrent que HrpS et HrpL sont capables de réguler différentiellement d'autres gènes que les gènes hrp : HrpL régule négativement les gènes flagellaires, le chimiotactisme et un gène du GSP, et positivement un gène du T1SS et une OMP ; HrpS régule négativement le quorum sensing et positivement un gène potentiellement impliqué dans la synthèse de l'éthylène. Nous avons particulièrement approfondi le système flagellaire d'E. amylovora. Une analyse bioinformatique a révélé que cette bactérie possède deux systèmes flagellaires, secrétant deux flagellines distinctes (32 vs 50 KDa). La flagelline de 32 KDa, réprimée par HrpL, ne joue pas de rôle majeur dans la protection et ne possède pas l'épitope flg22 impliqué dans l'immunité des plantes. Si notre travail n'élucide pas complètement l'origine de la protection conférée par les mutants de régulation, il apporte des informations nouvelles sur E. amylovora et sur la régulation de certains de ses gènes au cours de l'interaction avec son hôte.
1:  PAVE - INH : Pathologie végétale : biodiversité, écologie, interactions bioagresseurs-plantes
Erwinia amylovora – HrpL – HrpS – MAMPs – réseau bactérien de signalisation – protection – Pommier – réactions de défense

INTERACTION OF ERWINIA AMYLOVORA HRP MUTANTS WITH THE PATHOGENIC PARENT AND THE HOST PLANT LEADING TO CONTROL OF FIRE BLIGHT DISEASE OF APPLE : RESEARCH FOR THE MECHANISMS WHICH MODULATE COMPATIBILITY
Erwinia amylovora is the causal agent of fire blight, a disease that affects Maloideae. This gammaproteobacteria requires a type three secretion system (T3SS) for its pathogenicity. Previous work has shown that avirulent hrp mutant strains of E. amylovora affected in regulatory functions (hrpL and hrpS) protect apple seedlings from developping fire blight symptoms. We investigated molecular mechanisms leading to this protection. In a first part of our work, we studied molecular responses of the protected plant, according to major defense pathways (salicylic acid, jasmonic acid, ethylene) and in the phenylpropanoid pathway. Results show that none of these pathways is particularly induced by Ea hrpL or Ea hrpS mutants. Then, the hypothesis of a direct effect of mutants on the wild type strain has been denied. We tried to trace differential transcripts and proteins between these bacteria through targeted and global approaches (targeted genes vs cDNA-AFLP). Results show that HrpL and HrpS are able to differentially regulate other genes that hrp genes : HrpL negatively regulates flagellar system, chemotaxis and genes related to GSP, and positively regulates one gene of T1SS and one OMP ; HrpS negatively regulates quorum sensing and positively regulates one gene implicated in the synthesis of ethylene. We were particularly interested in flagellar system of E. amylovora. An in silico analysis of flagellar genes led to the discovery that E. amylovora possesses two flagellar systems with distincts flagellins (32 vs 50KDa). The 32KDa flagellin, overexpressed in hrpL mutant, does not display the flg22 peptide classically implicated in elicitation and is not necessary for protection. On the whole, our work does not entirely explain the origin of the plant protection, induced by regulatory hrp mutants, nevertheless it provides new key information on E. amylovora and on the regulation of several genes during the interaction with the host plant.