Analyse du transcriptome du pathosystème Populus x interamericana / Melampsora larici-populina.

Sébastien Duplessis1, Nicolas Rouhier2, Pascal Frey3, Annegret Kohler1, Jean-Pierre Jacquot2 & Francis Martin1.
UMR 1136 INRA/UHP-Nancy 1 "Interactions Arbres/Micro-Organismes. 1, UMR IaM, Centre INRA de Nancy, 54280 Champenoux ; 2, UMR IaM, UHP-Nancy 1, BP239 - 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy ; 3, Unité de Pathologie Forestière, Centre INRA de Nancy, 54280 Champenoux.
e-mail, duplessi@nancy.inra.fr.

Melampsora larici-populina, l'agent responsable de la rouille foliaire du peuplier, entraîne une forte perte de rendement sur la production populicole. L'étude du pathosystème Peuplier/Melampsora est justifiée par le fait qu'actuellement plus aucun des cultivars européens de peuplier n'est résistant à la rouille. En particulier, des cultivars récents ont vu leurs résistances contournées avec l'apparition successive en 1994 et 1997 de deux nouveaux groupes de races (E4 et E5). Afin d'étudier les mécanismes de défense mis en place par le peuplier lors de son interaction avec ce champignon, nous avons entrepris le séquençage massif d'ESTs à partir de banques d'ADNc de l'hybride interaméricain (Populus trichocarpa x Populus deltoides) 'Beaupré'. Le cultivar 'Beaupré' est un modèle de choix car il présente une résistance race-spécifique aux groupes de races E1, E2 et E3, mais pas au groupe E4, ce qui nous permet de réaliser des analyses comparatives entre les interactions compatible et incompatible, induites respectivement par les isolats 98AG31 (groupe E4) et 93ID6 (groupe E1) de Melampsora larici-populina.
L'analyse des patrons d'expression génique lors de ces interactions a été réalisée lors d'une expérience pilote. Nous nous sommes focalisés sur un groupe de 200 gènes foliaires, dont certains sont des marqueurs de stress (gènes codant des protéines PR, des protéines induites par le stress hydrique ou la blessure, ...). Nous avons mis en évidence une réponse précoce d'un grand nombre de gènes dans les tissus foliaires lors de l'interaction incompatible. Près de 20 % des gènes sont stimulés de 3 à 8 fois après 24 heures d'infection par l'isolat incompatible alors qu'aucun gène ne présente de forte modulation de l'expression dans le cas de l'interaction compatible. Les gènes dont l'expression est fortement stimulée lors de l'infection par l'isolat 93ID6 codent des protéines impliquées dans le métabolisme et la photosynthèse (protéines du PSII, Glutamine synthétase), ainsi que dans la réponse aux stress (thioredoxine, péroxidase, protéines induites par la blessure,...). Cette stimulation de l'expression a tendance à diminuer après 48 heures et n'est plus maintenue 96 heures après l'infection. Lors de l'interaction compatible, peu de gènes présentent des modifications de leur niveau d'expression. L'analyse comparative à plus large échelle devrait nous permettre d'identifier de nombreux gènes marqueurs utilisables dans une sélection assistée par marqueurs de cultivars résistants.


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