Analyse génétique et moléculaire de l’immunité de l’hydathode et du système vasculaire – NEPHRON

Le projet fait appel à des approches de transcriptomique de l’hydathode sain ou infecté, échantillonné par emporte pièce ou micro-dissection laser. En parallèle, une étude métabolomique des fluides de guttation pré- ou post-hydathode sera conduite. Une combinaison d’approches de génétique inverse ou directe sera conduite pour identifier chez Arabidopsis les gènes important pour le développement, la physiologie et l’immunité de l’hydathode. Des lignées mutantes TILLING ou CRISPR de chou seront utilisées pour tester nos conclusions sur une espèce d’intérêt agronomique.

Durant ces 18 premiers mois, nous avons obtenu le transcriptome d’hydathodes sains d’Arabidopsis et identifié des différences limitées mais significatives avec les tissus qui l’entourent : Biosynthèse d’auxine accrue, surexpression de nombreux transporteurs, production de glucosinalates réduite, modification de la paroi cellulaire et des cires cuticulaires. Parallèlement, un transcriptome d’hydathodes de chou-fleur infecté par Xanthomonas a été obtenu mettant en évidence une forte inhibition de l’immunité végétale par les effecteurs de type III de Xanthomonas. Un régulateur négatif du transcriptional gene silencing important pour l’immunité vasculaire antibactérienne a été identifié et caractérisé (Submitted to eLife). Enfin, nous avons écrit publiée dans Annual Review of Phytopathology une revue sur l’anatomie, l’immunité, le développement et la physiologie des hydathodes. Cette production collective confère une visibilité et une reconnaissance internationale au consortium NEPHRON sur la biologie de l’hydathode.

Les résultats acquis chez Arabidopsis et différentes variétés élites de chou serviront de fondation au design de nouvelles stratégies de contrôle des agents pathogènes vasculaires.

Cerutti A., Jauneau A., Laufs P., Leonhardt N., Schattat M., Berthomé R., Routaboul J.-M. and Noël L.D. (2019) Mangroves in the Leaves: Anatomy, Physiology, and Immunity of Epithemal Hydathodes. Ann. Rev. Phytopathol. 57:91-116.
Gluck-Thaler E.*, Cerutti A.*, Perez-Quintero A.*, Butchacas J., Roman-Reyna V., Narayanan MadhavenV., Shantharaj D., Merfa M. V., Pesce C., Jauneau A., Vancheva T., Lang J. M., Allen C., Verdier V., Gagnevin L., Szurek B., Cunnac S., Beckham G., de la Fuente L., Kumar Patel H., Sonti R. V., Bragard C., Leach J. E., Noël L. D., Slot J. C., Koebnik R., Jacobs J.M. (In press) Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular pathogen lifestyles. Science Advances.
Jauneau A., Cerutti A., Auriac M.-C., Noël L. D. (In press) Anatomy of leaf apical hydathodes in four monocotyledon plants of economic and academic relevance. PLoS One.
Halter T., Wang, J., Amesefe, D., Lastrucci E., Charvin M., Singla-Rastogi M., Navarro L. (submitted). The Arabidopsis active demethylase ROS1 cis-regulates immune-responsive genes by pruning DNA methylation at promoter-regulatory regions (eLife).

Les phytopathogénes Ralstonia, Xylella ou Xanthomonas causent des infections systémiques dévastatrices chez les plantes. Les bases génétiques de l’immunité vasculaire sont méconnues limitant les possibilités de création de variétés résistantes ou tolérantes. En prenant comme exemple la nervation noire des Brassicaceae, maladie vasculaire à fort impact économique causée par Xanthomonas campestris (Xc), le projet NEPHRON vise à caractériser l’immunité de la plante au niveau des hydathodes, sites naturels d’entrée de Xc. Les hydathodes sont des organes situés à la marge des feuilles où se réalise le phénomène de guttation. Le projet NEPHRON établira les bases génétiques de la différenciation et de la physiologie de l’hydathode et son importance pour la sensibilité à la nervation noire. Les résultats acquis chez Arabidopsis et différentes variétés élites de chou serviront de fondation au design de nouvelles stratégies de contrôle des agents pathogènes vasculaires.