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Pathologie végétale

Pathologie végétale. Sameh Selim Biochimie Biologie Moléculaire et Cellulaire. Mécanismes de défense des plantes. Eliciteurs exogènes. paroi. paroi. Cellule végétale. Champignon. Chitinases. Glucanases. GIP. Eliciteurs endogènes. Eliciteurs endogènes.  -1,3 glucanes ( ).

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Presentation Transcript

  1. Pathologie végétale Sameh Selim Biochimie Biologie Moléculaire et Cellulaire

  2. Mécanismes de défense des plantes

  3. Eliciteurs exogènes paroi paroi Cellule végétale Champignon Chitinases Glucanases GIP Eliciteurs endogènes Eliciteurs endogènes -1,3 glucanes ( ) -1,3 glucanes ( ) Oligogalacturonides ( ) Oligogalacturonides ( ) Polygalacturonases PGIP Oligoglucanes ( ) Oligochitines ( ) Stimulation Des défenses

  4. Mécanismes de défense des plantes • Défenses passives • a. Physiques • Épaisseur de la cuticule • Teneur en cutine • Nombre de stomates • Re-floraison • Lignification b. Biochimiques • Phytoncides = prohibitines • Phénols à la surface des feuilles • Flavones des oignons rouges • Delphinidine du pois à graine verte 2. Défenses actives • Phytoalexines • Pathogenesis-related Protein (PR protein)

  5. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • Phytoalexines Race compatible Race incompatible Blessures Chaconine Solanine Solanidine Rhishitine Phytuberine Scopoline • Ex. Sur pomme de terre • Maladie = mildiou • Parasite = Phytophthora infestans • Race compatible (avec la variété de pdt) provoque la maladie • Race incompatible (avec la variété de pdt) ne provoque pas la maladie Autres phytoalexines : Pisatine / parasites du pois ; phaseoline / parasites du haricot Pas de phytoalexine chez les parasites des céréales !?

  6. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • a. Les 3 phases de défense active Pathogène  Plante Molécule élicitrice Protéine réceptrice • Perception : Eliciteurs exogènes et endogènes Source : Buchanan, Gruissem, Jones (2000)

  7. Réponse rapide : • Activation des protéines G, associées aux récepteurs de la membrane • Entrée Ca++ et sortie K+ et Cl–  activation des enzymes « protéines kinases » • Stress oxydatif : production de « Reactive Oxygen Species (ROS) =La Forme Active d’Oxygène (FAO)» Formation d’anion superoxide : O2 + NADPH  O2• –+ NADP + H+ A faible pH : formation de radical hydroperoxyl : O2• –+ H+•HO2 Formation deperoxyde d’hydrogène : •HO2 +•HO2 H2O2 + O2 ou •HO2 + O2• – H2O2 + O2 + OH– H2O2+ Fe2+  Fe3+ + OH• + OH– Traversent la membrane fongique Fragmentation ADN Péroxydation des lipides

  8. Transduction des signaux éliciteurs chez les plantes Les plantes utilisent > 50 000 composés (MS) dans leurs interaction avec l’ environnement. Hammond-Kosack et Jones, 1996

  9. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • a. Les 3 phases de défense active • Perception • Signalisation Source : Buchanan et al. (2000)

  10. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • a. Les 3 phases de défense active * • Perception • Signalisation • Réaction * Cytoskeletal Rearrangement The cytoskeleton, a filamentous network of actin, tubulin and other protein components, is essential for cellular structure, maintenance, intracellular transport, cell division and many other functions. Source : Buchanan, Gruissem, Jones (2000) Hydroxyproline-Rich Glycoproteins (HRGP)

  11. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • b. Mécanismes de défense active Source : Buchanan, Gruissem, Jones (2000) • Hypersensibilité (HR) Source : Buchanan, Gruissem, Jones (2000)

  12. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • b. Mécanismes de défense active TMV / tabac 1ère infection 2ème infection HR • Hypersensibilité (HR) • Résistance locale acquise : (1) Pathogenesis Related proteins (PR proteins) (2): PR-1 : protéine antifongique ; PR-2 :endo β 1-3 glucanases; PR-3, PR-4, PR-8, PR-11 : Chitinases ; PR-5 : protéine antifongique inhibiteurs de trypsine ; PR-6 :Inhibiteurs de protéinases ; PR-7 : endoprotéases ; PR-9 : peroxydases ; PR-10 : ribonucléases Renforcement des parois : papilles (1) Source : (1) Buchanan et al, 2000) ; (2) dmd.nihs.go.jp/latex/defense-e.html

  13. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • b. Mécanismes de défense active • Elicitation : • Exogène : protéines ; lipides ; oligosaccharides (β glucane ; chitosane) • Endogènes : oligosaccharides dérivés de pectine végétale • Déclenchent : hypersensibilité et / ou mort cellulaire • Eliciteurs généraux = indispensables à la vie : ex : Elicitine de Phytophthora infestans  transport de stérols (indispensable, mais pas synthétisé par le champignon)

  14. Mécanismes de défense des plantes • 2. Défenses actives • b. Mécanismes de défense active • Hypersensibilité • Résistance locale acquise • Résistance systémique acquise Source : Buchanan, Gruissem, Jones (2000) Durrant et Dong, 2004 : Migration du signal SAR probablement de nature lipidique Gozzo, 2004 : Période de mise en place : 1 à 2 semaines

  15. Mécanismes de défense des plantes • Principales voies de défense actives Organisme Avirulent Blessures Organisme Virulent Stress oxydatif Voie acide shikimique Voie octadecanoides phenyl alanine amonia lyase (PAL) isochorismate Acide trans cinnamique Acide linolénique Ethylène Acide jasmonique (JA) Acide salicylique (SA) Acide coumarique Phytoalexines Lignine Tannins condensés Inhibiteurs de protéinases Défensines (pdf1.2) Thionines (thi2.1) PR protéines basiques PR-3, PR-8 ISR SAR PR protéines acides PR-1, PR-2, PR-5

  16. Mécanismes de défense des plantes • Variations de la résistance • Organe • Âge des tissus • Niveau de nutrition • Stade de développement

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