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Analyse fonctionnelle du locus du gène d'avirulence Ace1 de Magnaporthe grisea H.U. Böhnert(1), I. Fudal(1), J. Collemare(1), D. Tharreau(2)
J.-L. Notteghem(2) et M.-H. Lebrun(1) 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.
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