Journal de physiologie et pathologie végétales

Biologie moléculaire de la mort cellulaire programmée induite par des agents pathogènes chez la légumineuse modèle Medicago Truncatula

  M. Ehsanul Haque

Les plantes ont élaboré des mécanismes efficaces pour survivre dans des conditions environnementales changeantes, en particulier lors d'une infection par des agents pathogènes. La réponse précoce des plantes aux agents pathogènes microbiens s'accompagne souvent de l'induction d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et d'une explosion oxydative qui conduit à une mort cellulaire rapide dans et autour du site d'infection initial, une réaction connue sous le nom de réponse d'hypersensibilité (HR). En outre, l'induction d'une mort cellulaire programmée (PCD) chez les plantes est supposée être une réponse courante à de nombreux types différents de stress biotique. Il existe maintenant des preuves convaincantes que la mitochondrie intègre divers signaux de stress cellulaire et initie la voie d'exécution de la mort chez les animaux ; d'un autre côté, une implication similaire des mitochondries dans la régulation de la PCD chez les plantes a jusqu'à présent reçu très peu d'attention. Dans cette étude de recherche, nous nous sommes concentrés sur les réponses cellulaires de M. truncatula inoculées avec des zoospores de l'oomycète A. euteiches, qui est un pathogène racinaire grave pour les plantes de légumineuses. Français En utilisant la légumineuse modèle comme plate-forme et A. euteiches pour induire la HR, les mécanismes se déroulant dans les cellules végétales en réponse à une infection par un pathogène, en particulier dans les mitochondries, ont été étudiés via des outils protéomiques. La partie la plus cruciale de l'établissement d'un système d'inoculation in vitro était d'assurer le contact entre les cellules et les zoospores. Il a été remarqué lors d'études microscopiques que les zoospores sont en contact avec les cellules végétales même dans des conditions in vitro . Comme prévu, les cellules inoculées ont montré une nette réduction de la viabilité et une réduction de la masse par rapport au témoin factice. Notamment, à 10 hpi et à 20 hpi, la viabilité cellulaire est tombée à 72 % et 39 % respectivement, tandis que dans le témoin factice, la viabilité cellulaire n'est tombée qu'à 88 % et 70 %. Les essais de mesure de l'éclatement oxydatif H2O2 _{avec des} zoospores d'A. euteiches à 0 h, 10 h et 20 h ont induit des réactions d'éclatement oxydatif modérées. Les valeurs moyennes maximales étaient de 3,0 μM (0 h), 2,4 μM (10 h) et 1,8 μM (20 h) _de production de H2O2 _. Il est intéressant de noter que la double inoculation (à « 0 h et 10 h » et à « 0 h et 20 h ») avec des zoospores a montré une production de H2O2 _inférieure à 1,0 μM . À 24 _hpi , la purification des mitochondries par centrifugation en gradient de densité a révélé qu'une sous-fraction supplémentaire était positionnée juste en dessous de 40 % de Percoll (les mitochondries sont normalement constituées de 23 à 40 % de Percoll). Notamment, le super complexe I+III ₂ a été observé absent tandis que le complexe II, cyt c 1-1 et cyt c 1-2, le complexe dimérique III ₂, le complexe IV et les complexes protéiques de porine étaient moins abondants dans les gels BN de la sous-fraction mitochondriale par rapport aux gels des fractions attendues. Comme prévu, les complexes de porine (VDAC), le complexe II, le complexe III, le cytochrome c 1, le complexe V de prohibitine étaient très abondants dans la fraction mitochondriale attendue, contrairement à la fraction témoin. Dans les gels IEF, 13 sous-unités protéiques étaient en abondance accrue à 20 hpi, 24 hpi et 40 hpi, par exemple le complexe I, le complexe II, le complexe III et les protéines impliquées dans la dégradation des acides aminés et le repliement des protéines. Dans les analyses sans gel, 13 et 11 protéines étaient en abondance accrue dans la fraction mitochondriale inoculée à 24 h et à 40 h, respectivement . Il y avait un schéma similaire dans l'abondance des protéines comme observé dans les gels BN et dans les gels IEF.