Développement de nouvelles résistances aux nématodes à galles : caractérisation des cibles d’effecteurs du parasitisme chez la tomate

Président/te du jury :                      

 Rapporteurs/trices :                   

• Dr Élodie GAULIN, Maîtresse de conférences, LRSV
• Dr Isabelle FUDAL, Directrice de recherche, INRAE-Bioger                                            

Examinateurs/trices :

• Dr Harald KELLER, Directeur de recherche, Institut Sophia Agrobiotech
• Dr Fabienne VAILLEAU, Directrice de recherche, LIPME

Directeur/trice de Thèse :

• Dr Bruno FAVERY, Directeur de recherche, Institut Sophia Agrobiotech
• Dr Michaël QUENTIN, Maître de Conférence, Université Côte d’Azur  

Résumé :

Les nématodes parasites de plantes du genre Meloidogyne, couramment appelés nématodes à galles, constituent une menace significative pour l'agriculture à l'échelle mondiale. Ces parasites obligatoires des plantes ont élaboré des mécanismes parasitaires complexes et uniques. En injectant des protéines appelées "effecteurs" dans la plante hôte, ils déclenchent une reprogrammation cellulaire, entraînant la transformation de cellules racinaires en cellules nourricières hypertrophiées et multinucléées appelées "cellules géantes". Les mécanismes sous-jacents à la formation de ces structures néoformées restent cependant largement méconnus. Ce travail explore le rôle de deux protéines sécrétées par le nématode à galles Meloidogyne incognita, à savoir les effecteurs candidats MiEFF12 et MiEFF17. Grâce à une stratégie de double hybride en levures mettant en évidence les interactions protéine-protéine, leurs cibles végétales respectives ont été identifiées, et leurs rôles dans le parasitisme ont été examinés. Des expériences d'hybridation in situ ont montré que MiEFF12 est exprimé dans les glandes salivaires sous ventrales du nématode. La fusion de MiEFF12 avec la GFP (green fluorescent protein) exprimée in planta a révélé son accumulation au niveau du réticulum endoplasmique (RE) des cellules végétales. Ses cibles végétales, les « PLANT BAP-LIKE PROTEINs » (PBL), ont été identifiées chez la tomate, Arabidopsis et Nicotiana benthamiana. Ces PBL sont des composants essentiels à la gestion de l’homéostasie du RE. L’analyse du transcriptome (ARN-seq) de racines d'Arabidopsis surexprimant MiEFF12 par rapport à celui de plantes sauvages a montré que cet effecteur peut moduler les défenses de la plante. Chez N. benthamiana, les plantes affectées négativement dans l'expression des PBL présentent une résistance accrue aux nématodes à galles. Cela confirme que MiEFF12 manipule la protéine PBL afin de modifier la réponse immunitaire de N. benthamiana. Parallèlement, l’expression MiEFF17 dans les glandes salivaires du nématode à galle a été confirmée par hybridation in situ. L’approche de double hybride en levures a permis d’identifier les cibles de cet effecteur, les protéines KINESIN LIGHT CHAIN RELATED (KLCR), chez la tomate et Arabidopsis. L'analyse fonctionnelle de cette interaction effecteur-cible a montré que la manipulation des KLCR par MiEFF17 joue un rôle dans le succès parasitaire de M. incognita chez la tomate. Cette recherche souligne l'importance de l'étude du dialogue moléculaire entre les parasites et les plantes, en particulier de la caractérisation des protéines ciblées par ces pathogènes.

Mots Clefs :

Meloidogyne incognita, effecteur, réticulum endoplasmique (RE), contrôle qualité du RE, plantes

La thèse pourra également être suivie en distanciel via Zoom:

https://inrae-fr.zoom.us/j/4878440533?pwd=aFJaMnF4Nmg5Q1NvVHdJenkxUVplUT09