Identification et analyse fonctionnelle de cibles végétales d'effecteurs du nématode à galles Meloidogyne incognita.

Présidente du jury :            

• Dr Janice de ALMEIDA-ENGLER, DR INRAE, ISA

 Rapporteurs/trices :    

• Dr Akiko SUGIO, DR INRAE, IGEPP Rennes.
• Dr Fabienne VAILLEAU, DR INRAE, LIPME Toulouse.

Examinateurs/trices :

• Dr Elia STAHL, CR CNRS, LBM Bordeaux
• Dr Michaël Quentin, MCU UniCA, ISA

Directeurs de Thèse :

• Dr Bruno FAVERY, DR INRAE, ISA

Résumé :

Les nématodes à galles (RKN) du genre Meloidogyne se distinguent par leur capacité à infecter plus de 5 500 espèces végétales, y compris les principales cultures, constituant ainsi une menace sérieuse pour l'agriculture mondiale. L'augmentation des populations de RKN due au changement climatique et la limitation des méthodes de lutte soulignent l'urgence de progresser dans le développement de nouvelles stratégies de résistance efficaces. Les RKN orchestrent une reprogrammation moléculaire complexe des cellules végétales, entraînant la formation d'un site nourricier permanent composé de cellules géantes multinucléées et hypertrophiées, fournissant tous les nutriments nécessaires au nématode. Les effecteurs produits dans les glandes oesophagiennes des RKN et sécrétés in planta par un stylet ressemblant à une seringue, jouent un rôle déterminant dans le détournement des processus cellulaires de l'hôte et permettent le développement et le maintien des cellules géantes. Ces effecteurs ciblent différents compartiments subcellulaires, y compris le noyau, afin de manipuler les activités cellulaires de la plante. Comprendre les fonctions moléculaires des effecteurs de nématodes et les mécanismes qu'ils ciblent dans l'hôte végétal pour l’infection présente un intérêt à la fois fondamental et appliqué.
Grâce à une combinaison d’approches de génomique comparative et de transcriptomique, plusieurs effecteurs candidats de Meloidogyne incognita ont été identifiés. L'hybridation in situ a confirmé que ces effecteurs sont exprimés dans les glandes salivaires des juvéniles, ce qui soutient leur potentielle sécrétion directe dans les tissus végétaux. L'agroinfiltration d'effecteurs fusionnés à la GFP dans Nicotiana benthamiana a permis d'identifier des effecteurs spécifiques ciblant le noyau et le nucléole des cellules végétales, suggérant une manipulation des processus nucléaires et nucléolaires de la plante. En étudiant le rôle de ces effecteurs nucléaires à l'aide d'un test rapporteur de l'épissage basé sur la luminescence, nous avons pu identifier MiEFF186 comme un modulateur de l'épissage alternatif. La recherche des cibles végétales dans les racines de tomate de MiEFF186, à l'aide d’un crible double hybride chez la levure, a permis d’identifier
deux protéines, CIS2/GDP1 et RRS1. Ces protéines sont connues pour être impliquées dans la modulation de l'épissage alternatif et/ou dans la biogenèse des ribosomes. Les essais de colocalisation ont montré que MiEFF186 interagit avec CIS2/GDP1 et RRS1 dans le nucléole des cellules végétales, suggérant que les RKN détournent les fonctions nucléolaires pour créer des conditions favorables à la formation du site nourricier. L'analyse fonctionnelle de CIS2/GDP1, utilisant la co-immunoprécipitation et des phénotypages de plantes VIGS et mutantes, a confirmé le rôle crucial de l'interaction CIS2/GDP1-MiEFF186 dans la réussite de l'infection par les nématodes. Les résultats obtenus pour RRS1 ont montré la régulation potentielle par MiEFF186 de la biogenèse des ribosomes dans le nucléole. Ce travail apporte des informations importantes sur les stratégies moléculaires utilisées par les RKN pour exploiter la machinerie cellulaire des plantes, en particulier les fonctions nucléolaires, afin d'établir et de maintenir les sites nourriciers. En identifiant des cibles végétales clés des effecteurs de nématodes, cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de stratégies de protection des cultures visant à perturber ces interactions moléculaires afin d'améliorer la résistance aux nématodes à galles

En présentiel ou via Zoom : https://univcotedazur.zoom.us/j/85432172170?pwd=tzfpSEIxS9A702MPCVvXfbxVv1O0yA.1 

ID de réunion : 854 3217 2170

Code secret : 710772