Soutenance de thèse : Luka Lelas

Rôle de la paroi cellulaire végétale et ses dérivés oligosaccharidiques dans les interactions plante-pathogène

La paroi cellulaire végétale (PCV) est une matrice extracellulaire principalement constituée de polysaccharides. Elle assure non seulement la résistance mécanique des cellules, mais joue également un rôle essentiel dans de nombreux processus physiologiques. Parmi ceux-ci figure l’immunité végétale, notamment par la production d’oligosaccharides (OS). Ces derniers sont des motifs moléculaires associés aux dégâts, générés par la dégradation des polysaccharides de la paroi. Ils résultent de l’action de l’arsenal enzymatique déployé par les agents pathogènes lors de l’invasion des tissus végétaux. Les OS constituent ainsi à la fois des signaux de défense émergents et un outil prometteur pour la stimulation des cultures et la protection des plantes. L’intérêt croissant pour ce domaine au cours des dernières décennies a permis d’importantes avancées concernant la structure, la chimie et la bioactivité de ces molécules. Cependant, en raison de la complexité de la chimie de la PCV et de la diversité des enzymes impliquées dans sa dégradation lors des interactions plante-pathogène, la gamme d’OS étudiés demeure relativement restreinte. Ma thèse visait à élargir cet aspect de la recherche sur les OS et à explorer leurs effets, ainsi que le rôle de la paroi cellulaire, dans trois pathosystèmes majeurs : Arapidopsis thaliana / Botrytis cinerea, tomate / B. cinerea et blé / Zymoseptoria tritici. Pour cela, j’ai adopté une approche interdisciplinaire combinant chimie, biochimie, biologie moléculaire et phytopathologie, avec comme outil central la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, permettant une caractérisation fine des OS. Cette approche a conduit à la découverte de l’accumulation d’inositol phosphate glycanes, dérivés des glycosylinositol phosphorylceramides membranaires, lors de l’infection d’A. thaliana par B. cinerea. Leur production a pu être attribuée à l’action d’une sphingomyélinase fongique putative sécrétée par le pathogène, et leur présence s’avère corrélée au développement des lésions chez A. thaliana. Dans un deuxième temps, l’exploration du pathosystème tomate–B. cinerea a révélé des différences de sensibilité liées à la variété et à l’âge des plantes, associées à des variations de composition pectique. L’analyse des oligogalacturonides (OGs), dérivés des pectines et libérés durant l’infection a révélé globalement des profils similaires à ceux observs chez A. thaliana. Par ailleurs, j'ai mis en évidence que la méthylesterification et l'acétylation des OGs, modifient leur capacité à favoriser ou inhiber l’infection. Des tests complémentaires, menés pour examiner leurs effets au niveau moléculaire, ont confirmé cette dépendance structure–fonction. Enfin, l’étude des modifications de la paroi du blé induites par l’infection par Z. tritici, agent responsable de la septoriose, s’est articulée autour de deux éléments essentiels déterminant l’issue de l’interaction : le facteur d’avirulence fongique AvrStb6 de Z. tritici et le récepteur WAKL Stb6 du blé associé à la reconnaissance d’AvrStb6. En utilisant des lignées quasi isogéniques de blé différant uniquement par la présence ou l’absence du gène de résistance Stb6, ainsi que des souches fongiques différant par la présence ou l’absence d’AvrStb6, nous avons évalué des changements globaux et fins de composition de la PCV au cours de l’infection. En conclusion, cette thèse apporte un éclairage nouveau sur la manière dont les OS dérivés de la membrane plasmique ou de la PCV façonnent les interactions plante–pathogène.

Directrice de thèse : Samantha Vernhettes, équipe "Glycanes et Signalisation" GAS, INRAE, IJPB, Versailles

Co-encadrement : Aline Voxeur, équipe "Glycanes et Signalisation" GAS, INRAE, IJPB, Versailles

Composition du jury
> Anissa Lounes-Hadj Sahraoui (Rapportrice) - UCEIV, Université du Littoral Côte d’Opale, Dunkerque
> Olivier van Wuytswinkel (Rapporteur) - BIOPI, Université Picardie Jules Verne, Amiens
> Jean-Félix Dallery (Examinateur) - INRAE, BIOGER, ECCP, Palaiseau
> Marie-Laure Follet-Gueye (Examinatrice) - GlycoMEV, Université de Rouen Normandie, Mont Saint-Aignan 
> Marianne Delarue (Examinatrice) - IPS2, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette


Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.