Etude comparative des génomes et des transcriptomes de Xanthomonas phytopathogènes – XANTHOMIX

L’objectif du projet XANTHOMIX est de fournir des données de génomique et de transcriptomique pour une meilleure connaissance des mécanismes d’infection, de la spécialisation d’hôte et la spécificité tissulaire, des mécanismes évolutifs et de l’épidémiologie de cinq espèces de Xanthomonas. Les Xanthomonadacées sont des bactéries à GRAM négatif responsables de plus de 400 maladies sur des plantes monocotylédones comme dicotylédones, plusieurs d’entre elles d’importance économique majeure (par exemple orge, seigle, blé, riz, haricot, chou, manioc, agrumes et coton). Les Xanthomonadacées possèdent un haut degré de spécialisation tant pour leurs hôtes que pour les tissus.qu’ils infectent Le genre Xanthomonas est donc un très bon modèle pour d’étudier les aspects moléculaires, évolutifs et épidémiologiques de l’interaction hôte-bactérie.

Nous souhaitons séquencer 22 souches de Xanthomonas qui sont pour nos laboratoires des modèles d’étude de toutes les phases du processus infectieux. Nous avons aussi choisi des souches de Xanthomonas qui sont d’importance majeure en tant qu’organismes de quarantaine car présentant une menace importante pour l’agriculture et la sécurité alimentaire.

Toutes les souches choisies appartiennent à des lignées pour lesquelles aucune donnée génomique ou transcriptomique n’est disponible pour l’instant. Ce choix comprend notamment deux espèces et 14 pathovars jamais séquencés. La proximité évolutive des souches sélectionnées doit cependant permettre d’identifier des déterminants potentiels pour la spécificité tissulaire et/ou la spécialisation d’hôte par le biais d’analyses comparatives.

La technologie de séquençage « Next-Generation » sera utilisée. Plus spécifiquement le séquençage d’ADN génomique par la technique 454 sera combiné au séquençage des ADNc par la technique Illumina. Ceci doit permettre de produire d’une part des séquences génomiques ébauches de haute qualité et d’autre part d’étudier le transcriptome sous différentes conditions. Les ADNc seront générés de bactéries cultivées en conditions standard et en conditions correspondant à des étapes importantes de l’infection. La comparaison de ces données doit permettre d’émettre des hypothèses concernant les régulons qui pourront être rapidement testées à l’aide des séquences génomiques disponibles.

La synthèse des ADNc sera effectuée à l’aide de protocoles spécifiques permettant l’identification de petits ARN non codants et d’ARN antisens en plus des ARNm. La connaissance des sites de démarrage de la transcription permettra de caractériser d’éventuels « Riboswitches » régulateurs agissant en cis et les codons d’initiation de traduction. Ces informations permettront l’obtention d’une annotation de très haute qualité des génomes concernés ainsi que de ceux déjà disponibles. L’annotation fonctionnelle experte des gènes impliqués dans l’infection sera une ressource très précieuse pur le reste de la communauté scientifique internationale.

Les hypothèses issues des données de génomique et de transcriptomique concernant le rôle de nouveaux déterminants de l’infection seront complétées par des analyses fonctionnelles. Les nouvelles ressources génomiques ainsi produites seront également utilisées pour le développement d’outils de typage moléculaire à haute résolution applicables à l’épidémio-surveillance de ces agents pathogènes majeurs.

Le projet implique quatre partenaires français d’instituts hautement actifs dans la recherche fondamentale et appliquée. Les chercheurs de ce projet, appartenant à l’IRD, à l’INRA et au CIRAD sont des experts reconnus dans leurs domaines (microbiologie, pathologie végétale, phylogénie, génétique, génomique, épidémiologie) avec une forte expertise en génétique, génomique et épidémiologie des bactéries phytopathogènes en général et du genre Xanthomonas en particulier.