Academic literature on the topic 'Large spectre d'hôte'

Les interactions entre plantes et agents pathogènes sont fréquentes dans la nature, mais conduisent rarement à une maladie. En effet, les plantes ont un système immunitaire efficace capable de faire face à la plupart des attaques microbiennes. Les agents pathogènes fongiques représentent néanmoins une menace majeure pour la sécurité alimentaire dans le monde. Sclerotinia sclerotiorum est un champignon pathogène de la famille des Ascomycetes responsable de la maladie de la pourriture blanche sur des centaines d'espèce de plantes. Il n'y a aucune source génétique de résistance complète à ce pathogène connue et les moyens de lutte reposent essentiellement sur l'utilisation de fongicides. Mieux comprendre les bases moléculaires de l'interaction entre S. sclerotiorum et ses plantes hôtes est indispensable à l'amélioration des cultures végétales. La résistance à S. sclerotiorum se caractérise par un continuum de symptômes dans les populations végétales naturelles. Cette observation suggère que la résistance est contrôlée par de multiples gènes, un phénotype appelé résistance quantitative (QDR). Mon projet de thèse a consisté dans une première partie à identifier les mécanismes moléculaires sous-jacents à la QDR vis-à-vis de S. sclerotiorum dans des accessions naturelles de la plante modèle Arabidopsis thaliana. Une analyse de génétique d'association à l'échelle du génome (GWA) m'a permis d'associer la variabilité génétique avec le niveau résistance à S. sclerotiorum et d'identifier trois loci potentiellement impliqués dans la QDR à S. sclerotiorum. J'ai effectué l'analyse fonctionnelle des gènes candidats et étudié la diversité génétique à ces différents loci. Mes résultats ont révélé qu'une prolyl-oligopeptidase (POQR) et une protéine reliée au complexe d'actine (ARPC4) sont impliqués dans la résistance quantitative à S. sclerotiorum. L'étude du réseau d'actine par microscopie confocale a révélé le rôle des filaments d'actine dans la réponse immunitaire à S. sclerotiorum. Je montre par ailleurs que l'allèle de POQR conférant résistance à S. sclerotiorum a évolué de façon convergente chez plusieurs espèces de plantes, suggérant que certains mécanismes de la QDR sont communs à différentes espèces végétales. Alors que de nombreux champignons pathogènes ne sont capables d'infecter que quelques génotypes de plantes, S. sclerotiorum est un agent pathogène dit généraliste, c'est-à-dire capable d'infecter de nombreuses espèces d'hôtes. Dans la deuxième partie du projet, je me suis intéressé aux propriétés du génome de S. sclerotiorum associées à son caractère généraliste. La théorie prédit que le généralisme est coûteux énergétiquement, si bien qu'il doit engendrer d'importants compromis avec d'autres traits. Au niveau génétique, certains codons (triplets de nucléotides) permettent une traduction plus efficace que leurs synonymes. En effet, le code génétique décryptant ADN/ARN en protéines est redondant, plusieurs codons pouvant coder pour le même acide aminé. Optimiser l'usage de codons au niveau du génome permet ainsi de réduire les coûts liés à la production de protéines. J'ai analysé l'usage de codons chez les 45 espèces fongiques et révélé que les séquences codantes chez les espèces de pathogènes généralistes étaient fortement optimisées. Par ailleurs, je montre que les codons adaptés sont sous sélection purifiante dans une population naturelle de S. sclerotiorum, suggérant que l'optimisation de l'usage de codons est une adaptation évolutive au généralisme chez les champignons parasites
In nature, plant pathogen interactions are frequent but disease is not the most prevalent outcome. Indeed, plants evolved an efficient immune system able to face multiple pathogen attacks. Getting insights into plant microbe interactions at multiple levels will improve our understanding of how plants defend against pathogens and help building sustainable agronomy. Fungal plant pathogens are major threats to food security worldwide. Sclerotinia sclerotiorum is an Ascomycete generalist plant pathogen causing mold diseases on hundreds of plant species. There is no genetic source of complete plant resistance to this generalist pathogen known to date. Instead, natural plant populations show a continuum of resistance levels controlled by multiple genes, a phenotype designated as quantitative disease resistance (QDR). Little is known about the molecular mechanisms controlling the interaction between plants and S. sclerotiorum, and more generally which are the molecular bases underlying QDR in plants. My thesis project consisted in a first part in identifying molecular mechanisms underlying QDR to S. sclerotiorum in natural accessions of the model plant Arabidopsis thaliana. A Genome wide association study (GWAS) allowed me to associate genetic variation with disease resistance to S. sclerotiorum. The analysis pinpointed three genes in A. thaliana genome as putative candidates involved in QDR to S. sclerotiorum. I led the functional characterization of these genes and investigated natural diversity at these loci. The results revealed that a prolyl-oligopeptidase (POQR) and an actin-related protein complex member (ARPC4) are associated with QDR against S. sclerotiorum. The analysis of actin filament networks highlighted their role in response to S. sclerotiorum. Furthermore, I showed that POQR alleles evolved convergently in different plant lineages, suggesting that some QDR molecular mechanisms are conserved across plants. Among fungal parasites, some like S. sclerotiorum are able to infect multiple species while others are restricted to one or few hosts. In the second part of the project, I investigated the properties of S. sclerotiorum genome associated to its ability to infect hundreds of plant species. Theory predicts that generalism comes at a cost and may underlie important fitness trade-offs. At the genome level, some codons (nucleotide triplets) allow more efficient translation than their synonymous. Indeed, the genetic encoding of proteins is redundant with multiple codons specifying the same amino acid. The optimization of codon-usage is a mean to reduce the costs associated with protein production. I analysed codon-usage at the genome level in 45 fungal species to reveal that generalist parasites are highly codon optimized. Moreover, I showed that optimized codons are under purifying selection, suggesting that codon optimization is an adaptation to generalist parasitism in fungi

Les travaux presentes dans cette these portent sur la mise au point d'un systeme de transfert de genes et de vecteurs d'expression associes chez les cyanobacteries unicellulaires. Il est apparu que la transformation naturelle ne permet pas d'introduire de grands plasmides chez synechocystis pcc 6803. Ceci est par contre possible avec la conjugaison de vecteurs derives du plasmide rsf1010 qui est egalement efficace chez 3 autres cyanobacteries unicellulaires synechocystis pcc6714, et les synechococcus sp. Pcc7942 et pcc 6301. Nous avons ensuite construit un vecteur d'expression pfci base sur rsf1010 et contenant le promoteur fort pr du phage lambda et le gene ci857 qui code pour le represseur thermosensible associe. Pfci a ete teste en clonant le gene de la beta-galactosidase d'e. Coli (pmb13) et le gene de la proteine a de s. Aureus (pif2). Les tests de production de ces deux proteines ont permis: 1) de montrer que l'expression du gene gouvernee par le promoteur pr est parfaitement thermoregulee; 2) de definir les conditions optimales d'induction. La beta-galactosidase represente de 5 a 10% des proteines solubles chez s. 6803 et e. Coli et de 10 a 15% chez s. 7942. La production de proteine a est quant a elle plus faible. Ce type de vecteur devrait s'averer tres utile pour tous les travaux qui necessitent la surproduction de proteines chez les cyanobacteries, soit sous forme directe (plasmide pfci) soit sous forme de fusion avec la beta-galactosidase (pmb13)

Une banque d'adn genomique de synechocystis 6803 a ete clonee dans le vecteur de test des promoteurs pff11, base sur le gene rapporteur cat qui confere la resistance au chloramphenicol. Cinq promoteurs regules par l'intensite de l'eclairement ont ete isoles en introduisant cette banque et en selectionnant des clones qui sont resistants au chloramphenicol uniquement en forte lumiere. Nous avons montre que ce phenotype est correle avec l'augmentation de l'activite cat et l'accumulation des arnm correspondants cat en forte lumiere. La taille des cinq fragments d'adn contenant les promoteurs photoregules, s'echelonne de 85 a 1929 pb. Ces fragments sont differents mais possedent en commun des motifs qui pourraient correspondre a des sites de fixation de facteurs impliques dans la transduction du signal lumineux. Nous avons egalement construit un nouveau vecteur de test des promoteurs, appele psb2a. Ce vecteur derive du plasmide a large spectre d'hote rsf1010. Avec psb2a, nous avons montre que le promoteur contenu dans le fragment d'adn de 85 pb de synechocystis 6803 est egalement photoregule chez synechococcus 7942. Ce dernier resultat suggere que les mecanismes moleculaires impliques dans la photoregulation de l'expression genique sont conserves chez ces deux cyanobacteries non apparentees. A terme, l'utilisation du vecteur psb2a devrait s'averer tres utile pour analyser les promoteurs dans de nombreuses especes cyanobacteriennes