Bases biochimiques et cellulaires des interactions plante-pathogène dans le système Chondrus crispus-Acrochaete operculata - Sorbonne Université Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Biochemical and cellular basis for plant-pathogen interactions in the system Chondrus crispus-Acrochaete operculata

Bases biochimiques et cellulaires des interactions plante-pathogène dans le système Chondrus crispus-Acrochaete operculata

Résumé

Chondrus crispus (Gigartinales, Rhodophyceae) is a marine red algae with an isomorphic life history, comprising morphologically similar haploid gametophytes and diploid sporophytes. The algae is exploited for the industrial production of its cell wall polysaccharides, known as carrageenans, which are used as texturing agents. C. crispus sporophytes synthesize lambda-carrageenans whereas the gametophytes have kappa-carrageenans in the medulla and inner cortex and iota-carrageenans in the outer cortex and the epidermis. The green algal endophyte Acroaete operculata is able to completely invade the sporophytic phase of the red algae Chondrus crispus, whereas it does not penetrate beyond the outer cell layers of the gametophytic phase. Our results show that oligosaccharidic signals are involved in cell-cell recognition in the Chondrus crispus-Acrochaete operculata host-pathogen association and mediate a cross talk between both partners. We have shown that the virulente of the green algal pathogen is mediated by the recognition of carrageenan oligosaccharides released from its red algal host: kappa-carrageenan oligosaccharides inhibit A. operculata virulence while lambda-carrageenan oligosaccharides enhance its pathogenicity. Recognition of A. operculata by C. crispus is shown to also involve an oligosaccharidic signal. The signal transduction events including phospholipases C and A2 activation, ion fluxes, phosphorylation and/or dephosphorylation of proteins, NADPH oxidase, MAP kinases and lipoxygenase activation, are induced by this A. operculata oligosaccharide. This signal appears to be present in the non-virulent form of the pathogen whereas it is absent from the virulent form. This signal was also involved in the regulation of the UV-fluorescent compounds at the sites of attempted penetration by A. operculata zoosphores in C. crispus gametophytes. In the other hand, the alginate oligosaccharides elicit, an oxidative burst, induce the resistance, the protection and the accumulation of UV-fluorescent compounds biosynthesis around the infection sites by A. operculata zoosphores in C. crispus sporophytes. These oligosaccharidic signals induce the production of mycosporine-like amino acids and also halogenated volatile compounds in C. crispus. This study emphasize the potential role of oligosaccharidic signals in activating protection against pathogen in plants.
Chondrus crispus (Gigartinales, Rhodophycées) est une algue rouge qui se caractérise par un cycle de vie isomorphe, dans lequel le sporophyte (diploïde) et les gamétophytes (haploïdes) sont virtuellement identiques sur le plan morphologique. L'algue est exploitée pour la production industrielle des polysaccharides de sa paroi cellulaire, nommés carraghénanes, comme agents de texture. Le sporophyte contient des carraghénanes de type lambda, tandis que le gamétophyte contient exclusivement des carraghénanes de type kappa, dans l'épiderme et une partie du cortex et iota dans la deuxième partie du cortex ainsi que la medulla. L'endophyte algue verte Acrochaete operculata est capable d'envahir complètement la phase sporophytique de l'algue rouge, tandis qu'il ne pénètre pas dans la phase gamétophytique, au delà des premières couches de cellules. Nos résultats montrent que les signaux oligosacchariques sont impliqués dans l'interaction Chondrus crispus-Acrochaete operculata. Nous avons montré que la virulence de l'algue verte pathogène est médiée par la reconnaissance des oligosaccharides libérés par son hôte : l'oligokappa-carraghénane inhibe la virulence d'A. operculata alors que l'oligolambda-carraghénane augmente sa pathogénicité. La reconnaissance d'A. operculata par C. crispus implique aussi des signaux oligosaccharidiques. Les événements de transduction du signal, incluant l'activation des phospholipases C et A2, des flux ioniques, des phosphorylations des protéines, de la NADPH oxydase, des MAP kinases et de la lipoxygénase, sont induits par cet oligosaccharide d'A. operculata. Ce signal apparaît être présent dans la forme non virulente du pathogène tandis qu'il est absent dans la forme virulente. Ce signal est aussi impliqué dans la régulation de la biosynthèse des composés fluorescents dans l'UV autour des sites de pénétration par les zoospores d'A. operculata chez les gamétophytes de C. crispus. Par ailleurs, les oligoalginates élicitent un burst oxydatif, induisent la résistance, une protection durable et l'accumulation de composés auotofluorescents autour des sites d'infection par les zoospores d'A. operculata dans le sporophyte de C. crispus. Ces signaux oligosaccharidiques induisent la protection de composés de type "mycosporines-like amino acids" et aussi de composés halogénés volatils chez C. crispus. Cette étude accentue le rôle potentiel des signaux oligosaccharidiques dans l'activation de la protection des plantes contre les agents pathogènes.
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Citer

Kamal Bouarab. Bases biochimiques et cellulaires des interactions plante-pathogène dans le système Chondrus crispus-Acrochaete operculata. Biochimie, Biologie Moléculaire. Paris 6, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01114924⟩
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