Identification et analyse fonctionnelle des effecteurs tardifs impliqués dans la colonisation systémique du colza par Leptosphaeria maculans

Leptosphaeria maculans est un champignon pathogene, responsable de l’une des principales maladies du colza (Brassica napus), la necrose du collet. Le cycle de vie infectieux de L. maculans est particulierement complexe. Apres l’infection primaire des feuilles et des cotyledons, le champignon developpe une longue phase de vie endophytique dans la tige. Cette phase de vie, qui est entierement asymptomatique, dure plusieurs mois, avant que la necrose ne se developpe a la base de la tige, prejudiciable a l'elaboration du rendement. Durant cette phase, le colza peut presenter une « resistance adulte » limitant l'apparition et la gravite des symptomes. Alors que les genes fongiques exprimes au cours de l’infection primaire du colza sont largement etudies, tres peu de connaissances etaient disponibles concernant la phase de colonisation systemique. Pour expliquer la capacite du champignon a coloniser la tige sans induire de symptomes, nous avons donc emis l’hypothese que L. maculans exprimait a ce stade des effecteurs, c'est-a-dire des petites proteines secretees, interferant avec le systeme de defense de la plante. L’objectif de ma these etait d'identifier de tels effecteurs et de les caracteriser afin de mieux comprendre la colonisation systemique du colza par le champignon. Un des enjeux sous-jacents de cette these etait aussi d'identifier de nouvelles resistances permettant la reconnaissance specifique de ces effecteurs, qui pourraient expliquer, au moins en partie, la resistance adulte observee dans certaines varietes.Par une approche transcriptomique, j'ai pu identifier 307 effecteurs candidats "tardifs", specifiquement exprimes lors de la colonisation de la tige et 107 effecteurs "precoces", specifiquement exprimes lors de la colonisation des cotyledons. J’ai confirme que les genes codant des effecteurs precoces de L. maculans sont specifiquement localises dans les regions pauvres en genes et riches en elements repetes du genome fongique. A l'inverse les genes codant des effecteurs candidats tardifs sont absents de ces regions et sont localises dans les regions riches en genes du genome. Les effecteurs de L. maculans ont donc une localisation genomique distincte en fonction de leur profil d'expression.Une analyse approfondie de cinq de ces effecteurs tardifs a permis de montrer leur conservation dans les populations naturelles de L. maculans et leur implication dans la suppression de la mort cellulaire vegetale. Ces resultats associes a l'analyse de leur profil d'expression dans des echantillons de tige issus du champ au cours d'une saison culturale ont permis de proposer le modele suivant: L. maculans coloniserait la tige de colza en secretant des effecteurs supprimant la mort cellulaire et donc interferant avec les defenses de la plante. A la fin de la saison culturale, la diminution de l'expression de ces effecteurs permettrait au champignon de passer d'un stade de vie biotrophe a un stade de vie necrotrophe et d’induire la necrose au collet. Cette transition entre les deux modes de vie serait donc basee sur un equilibre entre effecteurs supprimant la mort cellulaire et effecteurs induisant la mort cellulaire.Dans le but d'identifier de nouvelles sources de resistance specifiques et/ou faciliter l’identification de resistances quantitatives dans le materiel vegetal, j'ai cree des souches fongiques sur-exprimant precocement des effecteurs tardifs. Avec ces souches transformees j'ai evalue par test cotyledonnaire une grande collection de genotypes de colza pour identifier de potentielles relations de type gene-pour-gene. Une variete presentant une reponse hypersensible a un effecteur tardif a ainsi pu etre identifiee, le controle monogenique de cette reponse a ete valide et sa cartographie genetique effectuee dans deux descendances. Cette approche permet donc effectivement d'identifier de nouvelles sources de resistances pour lutter efficacement contre la necrose du collet.