Analyse fonctionnelle de AvrCO39, protéine effectrice du
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Analyse fonctionnelle de AvrCO39, phytopathogène Magnaporthe oryzae protéine effectrice du champignon Equipe : PYRIZ, UMR 385 BGPI Biologie des Interactions Hôte/Pathogène, Bât. K (TA A54K), Campus International de Baillarguet, 34398 Montpellier Cedex 5. http://umr-bgpi.cirad.fr/pagesecondaires/equipes/equipe4/equipe4.htm Contact : Thomas Kroj, 04.99.62.48.62, [email protected] Contexte : Les pathogènes des végétaux ont la capacité de détourner des processus cellulaires fondamentaux de leur hôte et de manipuler leurs mécanismes de défense, notamment par le biais de protéines appelées « effecteurs » libérées au cours de l’infection dans l’apoplasme ou dans le cytoplasme des cellules de la plante hôte. Des fonctions végétales sont ainsi modulées au cours de l’infection et permettent à la maladie de s'établir en créant des conditions favorables au processus infectieux. La pyriculariose provoquée par le champignon Magnaporthe oryzae constitue l’une des principales maladies du riz, avec des épidémies récurrentes et très destructrices qui touchent toutes les régions rizicoles. Outre les enjeux économiques et humanitaires liés à cette maladie, le statut de céréale modèle du riz et de champignon parasite modèle de M. oryzae font de l’interaction entre ces deux partenaires un modèle privilégié pour l’étude du contrôle génétique et moléculaire des relations hôte-pathogène. L’effecteur AvrCO39 de Magnaporthe est une petite protéine de 89 aa de fonction inconnue. Chez certaines variétés de riz AvrCO39 agit comme protéine d’avirulence. Elle est reconnue par la protéine de résistance correspondante, PiCO39, et induit une forte réponse de défense incluant une mort cellulaire programmé appelée HR (hypersensitive response) et menant à la résistance de la plante. Sujet du stage: L’objectif du stage est de déterminer si l’effecteur AvrCO39 agit à l’intérieur ou à l’extérieur de la cellule de l’hôte et d’identifier les domaines et les acides aminés importants pour son activité par une analyse structure-fonction. Programme : En utilisant la transformation transitoire de protoplastes de riz, on analysera si des formes mutées et non mutées d’AvrCO39 sont capables de déclencher une HR chez des variétés de riz portant le gène de résistance Pi-CO39 correspondant. Afin de déterminer le site d’action d’AvrCO39 (apoplasme vs cytoplasme de l’hôte), on exprimera une forme avec et une forme sans signal peptide dans des protoplastes de riz. Si la protéine Avr agit à l’extérieur de la cellule de l’hôte, seule la forme avec signal peptide déclenche une HR puisqu'elle est seule à être sécrétée. Si la protéine Avr agit à l’intérieur de la cellule de l’hôte, la forme délétée pour le signal peptide déclenche la HR puisqu’elle est localisée dans la cellule végétale. Des résultats préliminaires indiquent qu’AvrCO39 agit à l’intérieur des cellules de riz. Si cela est confirmé, le signal qui permet à la protéine de franchir la membrane plasmique végétale sera recherché par mutagénèse dirigée. De même, la mutagénèse dirigée sera employée pour identifier des acides aminés importants pour l’activité d’AvrCO39. Ainsi, des formes où les trois cystéines d’AvrCO39 sont remplacées par des serines seront testées quant à leur pouvoir de déclencher la HR. Pour la réalisation du projet, une large gamme de techniques de biologie des plantes, de biologie moléculaire (PCR, clonage moléculaire) et de cytologie (microscopie classique et à fluorescence) seront utilisées. Bibliographie: Caracuel-Rios and Talbot (2007). Cellular differentiation and host invasion by the rice blast fungus Magnaporthe grisea. Current Opinion in Microbiology 10(4): 339-345. Kamoun (2007). Groovy times: filamentous pathogen effectors revealed. Current Opinion in Plant Biology 10(4):358–365. Ellis et al. (2006). The problem of how fungal and oomycete avirulence proteins enter plant cells. Trends in Plant Science 11(2): 61-63. Yoshida, K., Saitoh, H., Fujisawa, S., Kanzaki, H., Matsumura, H., Tosa, Y., Chuma, I., Takano, Y., Win, J., Kamoun, S., and Terauchi, R. (2009). Association genetics reveals three novel avirulence genes from the rice blast fungal pathogen Magnaporthe oryzae. Plant Cell 21, 1573-1591.
