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Apparition de nouvelles bactéries pathogènes sur plantes

Acquérir une nano-seringue ne suffit pas pour rendre pathogène des souches non-pathogènes de Xanthomonas

Feuille de Nicotiana benthamiana inoculées avec :  1) de l’eau, 2) une souche non-pathogène de Xanthomonas, et 3) une souche non-pathogène de Xanthomonas dans laquelle les gènes codant un système de sécrétion de type 3 ont été apportés.
La souche non-pathogène provoque une réaction de défense après injection : la réaction hypersensible : nécrose de la zone inoculée. L’apport d’un système de sécrétion de type 3 dans la souche non-pathogène permet de supprimer cette réaction de défense. © T. Boureau

De nouvelles souches bactériennes pathogènes sur plantes apparaissent régulièrement et peuvent être responsables de dégâts importants sur les cultures. La compréhension des mécanismes moléculaires sous jacents à de telles émergences devrait permettre l’élaboration de pratiques agronomiques plus durables.

L’acquisition de gènes de virulence par des souches environnementales non-pathogènes constitue une hypothèse souvent discutée pour expliquer l’apparition de nouvelles souches pathogènes. Afin de tester cette hypothèse, des gènes de virulence ont été introduits dans des souches non-pathogènes de Xanthomonas, qui codent une nano-seringue (système de sécrétion de type 3) permettant l’injection de protéines bactériennes dans les cellules végétales. L’injection de ces protéines permet à la bactérie de perturber le métabolisme de la plante et provoquer une maladie.

Nous montrons que l’acquisition de ce système de sécrétion par les souches non-pathogènes testées leur permet de bloquer la mise en place de certaines défenses de la plante, mais ne leur permet ni de mieux se multiplier, ni de provoquer des symptômes sur plantes. Les résultats obtenus apportent des arguments expérimentaux aux modèles d’évolution des souches dans le genre Xanthomonas qui ont été proposés récemment grâce à des approches de génomique des populations.

Partenaires : ce travail a été réalisé en partenariat entre les équipes Emersys (unité IRHS, Angers) et SIX (unité LIPM, Toulouse), et les plateformes PHENOTIC et CIRM-CFBP (unité IRHS, Angers).

Publication associée : Méline, V., Delage, W., Brin, C., Li-Marchetti, C., Sochard, D., Arlat, M., Rousseau, C., Darrasse, A., Briand, M., Lebreton, G., Portier, P., Fischer‐Le Saux, M., Durand, K., Jacques, M. A., Belin, E., & Boureau, T. (2018). Role of the acquisition of a Type 3 Secretion System in the emergence of novel pathogenic strains of Xanthomonas. Molecular Plant Pathology.  http://doi.org/10.1111/mpp.12737

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Santé des plantes et environnement
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Pays de la Loire