Caractérisation des gènes candidats régulés au niveau traductionnel durant la réponse de défense NB-LRR des plantes

Abstract

Parmi les différents mécanismes de défense des plantes, on compte notamment la Effector-Triggered immunity (ETI) qui repose sur l’activation de protéines de résistance, les NB-LRR (Nucleotide-Binding Leucine-Rich-repeat). Plusieurs études tentant de caractériser cette réponse immunitaire en ont conclu suite à des analyses transcriptomiques, qu’elle était qualitativement similaire à la première étape de défense. Cette première étape repose sur la reconnaissance de motifs moléculaires associés aux agents pathogènes (Pattern-triggered immunity). Très récemment, suite à l’analyse du traductome d’A. thaliana après induction de la ETI, de nombreux gènes avec une efficacité de traduction découplée de leur transcription ont été identifiés. Ainsi, de nouveaux acteurs de la réponse de défense enclenchée par l’activation d’une protéine NB-LRR ont été identifiés, certains d’entre eux étant inhibés au niveau de la traduction et d’autres induits au niveau post-transcriptionnel. Parmi ces candidats, certains sont connue pour être impliquée dans la résistance aux stress abiotiques et biotiques, tel que Redox Responsive Transcription Factor 1 (RRTF1), Phosphorylcholine Cytidylyltransferase 2 (CCT2) ou encore Pentatricopeptide repeat protein for Germination on NaCl (PGN). D’autres ont fait l’objet de nombreuses études comme c’est le cas de Target Of Rapamycin (TOR), BIG, ou CBL-interacting protein kinase 5 (CIPK5) mais n’ont jusqu’à maintenant jamais été mis en lien avec la résistance des végétaux. Enfin, un petit nombre d’entre eux, dont AT1G07280 renommé ici TPR (Tetratricopeptide repeat-like), n’ont encore jamais été caractérisés. Afin de mieux comprendre le rôle de ces protéines dans la réponse de défense des plantes, la susceptibilité de lignées transgéniques knock out pour les gènes candidats, suite à l’infection par différents agents pathogènes, a été testée. Trois pathosystèmes ont été utilisés, comprenant la plante modèle Arabidopsis thaliana, et les agents pathogènes Pto DC3000 (avirulent ou virulent), H. a. et PlAMV dans chacun des systèmes. Ainsi, en accord avec les données du traductome de défense de la plante modèle, des régulateurs négatifs (TOR, CIPK5 et CIPK25) et positifs (BIG, CCT2, RRTF1) du système de défense basal et de type NB-LRR d’A. thaliana ont été identifiés. De plus, deux des candidats régulés au niveau de la traduction durant la ETI, ne semblent avoir un impact significatif que sur la PTI : LEA et TPR. Par la suite, à travers le clonage de la région transcrite, mais non traduite (UTR) de certains gènes candidats, nous avons tenté de caractériser le ou les mécanismes responsables de la régulation de leur traduction. Enfin, dans le but de déterminer si ce phénomène de régulation traductionnelle est conservé chez différentes espèces végétales, nous avons étudié l’expression de BIG, TOR et CIPK5 après activation d’une protéine NB-LRR chez N. benthamiana. Même si les deux derniers volets de ce projet n’ont pas abouti à des résultats concluants, les nombreuses analyses menées ici ont permis de confirmer l’implication de plusieurs gènes candidats dans la résistance des plantes. De plus, cette étude a aussi permis d’identifier la reprogrammation de la traduction comme étant une étape clé à l’établissement d’une réponse de défense végétale efficace.