Analysis of pathogen-induced glutathione S-transferases in Arabidopsis thaliana and a gene related to systemic acquired resistance in cucumber (Cucumis sativus L.)

Analysis of pathogen-induced glutathione S-transferases in Arabidopsis thaliana and a gene related to systemic acquired resistance in cucumber (Cucumis sativus L.) THESE Présentée à la faculté des Sciences de l'Université de Fribourg (Suisse) pour l'obtention du grade de Doctor rerum naturalium par Damien Lieberherr de Chêne-Bougeries (GE) RESUME Dans leur environnement naturel, les plantes sont exposées en permanence à une grande variété de microorganismes dont certains sont pathogènes. Ainsi, les plantes ont développé au cours de l'évolution des mécanismes de défense multiples et complexes, qui leur permettent de résister à la plupart des microbes pathogènes. La résistance peut s'exprimer localement au site d'infection et systémiquement selon la nature des agents infectieux. Par exemple, suite à une infection par un agent pathogène provoquant des nécroses, la résistance se développe dans toute la plante y compris dans les tissus éloignés du site initial d'infection. Cette forme de résistance, appelée résistance systémique acquise (SAR), se caractérise par l'accumulation locale et systémique de l'acide salicylique (SA) qui agirait sur une activation concomitante de gènes associés à une défense contre certains microbes. Le SA semblerait jouer le rôle de régulateur endogène. En outre, deux hormones végétales, l'acide jasmonique (JA) et l'éthylène sont indispensables à l'activation d'une autre série de gènes impliqués dans la protection contre d'autres agents pathogènes. A l'heure actuelle, de nombreux chercheurs s'efforcent de répertorier les gènes associés à la défense induite et caractériser les fonctions de leurs produits. A part une résistance déployée directement contre les agents pathogènes, les plantes ont aussi développé des mécanismes qui contribuent à restreindre localement les nécroses, sans pour autant affecter directement la prolifération microbienne. Ces mécanismes de protection restent cependant peu étudiés. En premier lieu, nous avons analysé l'expression de deux membres de la super-famille des glutathion S-transférases (GST), AtGSTF2 et AtGSTF6, chez des plantes d'Arabidopsis thaliana inoculées avec une souche avirulente de Pseudomonas syringae. Les deux gènes étudiés sont fortement et rapidement induits après inoculation avec un agent pathogène, ceci même avant l'accumulation de gènes de défense tel que PR-1. L'expression des deux GSTs est aussi corrélée avec la production d'éthylène et l'accumulation de SA dans la plante infectée; de plus, l'application externe de SA et d'éthylène induit fortement ces deux gènes. Grâce à l'étude de l'expression de AtGSTF2 et AtGSTF6 dans des plantes NahG et chez les mutants cpr1, npr1 et etr1, nous avons mis en évidence que l'expression de ces deux gènes dépend …