H.U. Böhnert(1), I. Fudal(1), J. Collemare(1), D. Tharreau(2) J.-L. Notteghem(2) et M.-H. Lebrun(1)
(1) FRE2579 CNRS-Bayer Bayer CropScience, Lyon 69009
(2) UMR BGPI, CIRAD-INRA-ENSAM, Montpellier 34398

Les interactions entre les cultivars de riz résistants et le champignon ascomycète responsable de la pyriculariose, Magnaporthe grisea, sont souvent contrôlées par des relations gène-pour-gène. Ainsi, la souche avirulente Guy11 possède le gène d'avirulence ACE1 qui contrôle la production d'un signal spécifiquement reconnu par le gène de résistance du riz Pi33. ACE1, isolé par clonage positionnel, code une enzyme multi-fonctionnelle de 4035aa qui est une fusion entre une polycétide synthétase et une peptide synthétase non ribosomale. Une fusion transcriptionnelle ACE1(p):GFP a montré que ce gène n'est exprimé que dans les appressoria fonctionnels lors de la pénétration du champignon dans la plante hôte. Une fusion traductionnelle a aussi montré que cette enzyme est localisée dans le cytoplasme de l'appressorium. L'allèle d'ACE1, Ace1-ks0, construit par mutagenèse dirigée d'un acide aminé essentiel du domaine KS de la polycétide synthétase, conduit à une protéine sans activité enzymatique qui est incapable de conférer l'avirulence. Ce résultat montre que le signal d'avirulence reconnu par la plante résistante n'est pas la protéine correspondant au gène ACE1, mais serait le métabolite secondaire dont la biosynthèse dépend d'ACE1. Le locus ACE1 comporte 17 phases ouvertes de lecture regroupées sur 70kb qui codent des protéines typiques des voies de biosynthèse de métabolites secondaires fongiques. Huit de ces gènes ont un profil d'expression similaire à celui d'ACE1, notamment deux énoyl réductases (RAP1 et RAP2), un transporteur (MFS1) et un facteur de transcription binucléaire à doigts de zinc (BC2). L'analyse de mutants de délétion des gènes du locus ACE1 co-exprimés au cours de la pénétration dans la plante hôte permettra de déterminer leur rôle dans l'avirulence et la biosynthèse d'un métabolite. Pour comprendre les mécanismes impliqués dans la régulation transcriptionnelle d'ACE1, nous avons construit des mutants de délétion des différentes régions du promoteur d'ACE1. Cette analyse a montré qu'il existe une première région nécessaire à la transcription d'ACE1 dans l'appressorium qui comporte une séquence caractéristique des domaines de fixation des facteurs de transcription binucléaires à doigts de zinc. Une deuxième partie du promoteur semble correspondre à une région de régulation négative de la transcription. L'analyse de la séquence des promoteurs des gènes du locus ACE1 co-exprimés est menée afin d'identifier les séquences communes à ces promoteurs qui pourraient être impliquées dans cette régulation. BC2 pouvant être le régulateur positif spécifique contrôlant la transcription de ces gènes, il a été exprimé sous le contrôle d'un promoteur constitutif. Cela n'a pas permis l'activation de la transcription des autres gènes du locus ACE1, suggérant que la régulation de ces gènes est plus complexe et implique au moins un autre régulateur positif ou négatif. La construction d'un mutant de délétion de BC2 permettra de mieux appréhender son rôle dans la régulation des gènes du locus ACE1. Notre principal objectif est maintenant d'exprimer de manière constitutive ACE1 et certains des autres gènes du locus (RAP1, RAP2) afin d'obtenir et de caractériser le métabolite produit par l'enzyme Ace1 et ses dérivés. Ce métabolite permettra d'étudier comment ce signal d'avirulence interagit avec la protéine codée par le gène de résistance Pi33 du riz et déclenche les réactions de défense du riz.