Importance of Cassiicolin as an effector in the Corynespora Leaf Fall (CLF) disease of rubber tree : development of disease control tools
Importance de la cassiicoline en tant qu'effecteur de la Corynespora Leaf Fall (CLF) chez l'hévéa : Développement d'outils pour le contrôle de la maladie
Résumé
Rubber tree (Hevea brasiliensis) is the only source of commercial natural rubber. The “Corynespora Leaf Fall” (CLF) disease, caused by the fungus Corynespora cassiicola, has become over the last 50 years a very serious problem in the Asian and African rubber producing countries. Currently, the main methods to face the problem are the uprooting of the most susceptible cultivars and chemical treatments in case of severe outbreaks. However, the number of cultivars affected by the disease keeps increasing, and the selection of new cultivars, both tolerant and high yielding, is urgent. In this study, the gene encoding cassiicolin, a toxic glycosylated protein secreted by C. cassiicola, was characterized and its diversity analyzed. The analysis of three C. cassiicola isolates with contrasted levels of aggressiveness revealed the presence of identical cassiicolin genes in the highly and moderately aggressive isolates but none in the isolate of mild aggressiveness. The levels of aggressiveness were correlated to the cassiicolin gene transcript levels. The cassiicolin gene was preferentially expressed in the early phase of the infection. Analysis of the cassiicolin gene diversity among isolates from various host and various geographical origins revealed the existence of at least six protein isoforms (Cas1 to Cas6). The genetic structure of the isolates based on neutral markers was closely related to the genetic structure based on the cassiicolin gene. The isolates sampled on rubber tree were grouped in several specialized clades, including one clade regrouping all the Cas1 isolates, which were the most aggressive on rubber tree. However, 58 % of the isolates seemed to be deprived of cassiicolin gene, although some of them generate moderate symptoms on rubber tree, suggesting the existence of other effectors. Endophytic C. cassiicola isolates were found in asymptomatic rubber tree leaves from Brazil, a region were CLF outbreak was never reported. No expression of the cassiicolin genes carried by these isolates could be detected in interaction with rubber tree. In addition, we found that the Trichoderma and Xylaria species, all fungal endophytes of rubber tree, were antagonists of C. cassiicola, in vitro. This work opens new perspectives for the control of CLF (through early diagnosis, selection of tolerant clones, or biocontrol).
L’hévéa (Hevea brasiliensis) est actuellement la seule source commerciale de caoutchouc naturel. Parmi les maladies affectant l’hévéa, la CLF (« Corynespora Leaf Fall ») causée par le champignon Corynespora cassiicola, est devenue en une cinquantaine d’années un fléau pour l’ensemble des pays hévéicoles d’Asie et d’Afrique. Actuellement, la gestion du problème consiste à arracher les clones les plus sensibles et à traiter les arbres avec des fongicides en cas d’épidémie. Cependant, le nombre de clones touchés par la maladie ne cessant d’augmenter, il devient urgent de sélectionner de nouveaux clones à la fois tolérants et aptes à la production. Nos travaux ont permis de caractériser le gène codant la cassiicoline, toxine protéique glycosylée secrétée par C. cassiicola, et d’analyser sa diversité. Une étude comparative portant sur trois isolats de C. cassiicola d’agressivité contrastée a montré la présence du gène Cas1 chez les isolats de forte et moyenne agressivité, alors qu’il n’est pas détecté chez l’isolat de faible agressivité. Les niveaux d’agressivité des isolats sont corrélés aux niveaux de transcrits du gène de cassiicoline. Le rôle de la cassiicoline serait prépondérant dans les phases précoces de l’infection. L’analyse de diversité du gène de cassiicoline à partir d’une collection d’isolats provenant de différents hôtes et d’origines géographiques variées, a révélé l’existence d’au moins six isoformes protéiques (Cas1 à Cas6). La structuration génétique globale des isolats basée sur des marqueurs neutres est similaire à la structuration basée sur le gène de cassiicoline. Les isolats prélevés sur hévéa se regroupent en clades spécialisés, dont un correspondant aux isolats porteurs du gène Cas1, identifiés comme étant les plus agressifs sur hévéa. Cependant, 58 % des isolats testés semblent dépourvus de gène de cassiicoline, bien que certains génèrent des symptômes modérés sur hévéa, ce qui suggère l’existence d’autres effecteurs. Des formes endophytiques de C. cassiicola ont été isolées à partir de feuilles asymptomatiques provenant du Brésil, zone encore indemne de CLF. Les gènes de cassiicoline portés par ces souches (isoformes Cas3 et 4) ne semblent pas exprimés lors de l’interaction avec l’hévéa. Nous avons montré par ailleurs que les champignons endophytes de l’hévéa appartenant aux genres Trichoderma et Xylaria présentent une forte activité mycoparasitaire sur C. cassiicola, in vitro. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour le contrôle de la maladie (diagnostic précoce, sélection de clones tolérants, lutte biologique).
Origine : Version validée par le jury (STAR)