Abstract EN:

Les nématodes à galles du genre Méloidogyne ou « root-knot nematodes (RKN) », sont de redoutables endoparasites sédentaires obligatoires de nombreuses espèces végétales. Ils sont capables d’engendrer de profondes modifications au niveau des cellules racinaires, en induisant la formation de structures nourricières spécifiques. Ces cellules vasculaires des racines évoluent en cellules nourricières géantes complexes (cellules géantes) qui fournissent les nutriments indispensables à la croissance, la sédentarisation et le développement des nématodes jusqu’au stade adulte fertile. Les cellules géantes sont acytokinétiques, multinucléées et hypertrophiées. Leur cytoplasme est dense et présente une intense activité métabolique. Les organites qu’il renferme prolifèrent abondamment. L’actine et le cytosquelette microtubulaire sont totalement réarrangés. Par conséquent, le cytosquelette de la cellule végétale pourrait être l’une des principales cibles d’action du nématode au moment de l’infection et sa réorganisation semble être une étape majeure pour la réussite du cycle de vie du parasite. Afin de savoir quel rôle joue le cytosquelette lors de la croissance isodiamétrique des cellules nourricières et quels sont les composants du cytosquelette impliqués dans la mise en place des sites d’alimentation du nématode ou « nematode feeding sites (NFS) », nous avons entrepris l’étude de la répartition et du réarrangement des microtubules du cytosquelette tout au long du développement des cellules géantes. L’analyse immunocytochimique des tubulines ainsi que l’observation in vivo des microtubules (MT) décorées avec le GFP a mis en évidence d’importantes modifications du cytosquelette au cours du développement des cellules géantes. Nos résultats montrent clairement que les microtubules corticaux sont denses et apparemment désordonnés et que les MTs endoplasmiques subissent probablement une dépolymérisation partielle au cours de l’ontogénèse des cellules géantes. Par ailleurs on observe dans ces cellules de nombreux sites contenant des phragmoplastes non alignés lors d’événements mitotiques qui s’avèrent également incomplets. Ce réarrangement global du cytosquelette semble important pour l’initiation de la formation puis le développement des galles. Afin de mieux comprendre les réarrangements du cytosquelette qui apparaissent lors du développement des cellules nourricières, nous avons entrepris l’étude du rôle spécifique des y-tubulines dans la nucléation MT au niveau des centres d’organisation MT (MTOCs). L’analyse par RT-PCR quantitative a révélé, au niveau des NFS, une surexpression des transcrits des gènes des deux y-tubulines d’Arabidopsis (TUBG1 et TUBG2) ainsi que des gènes codant les protéines du complexe y-tubuline (GCP3 et GCP4). En utilisant des lignées mutantes pour les protéines du complexe y-tubuline, nous avons démontré que les deux y-tubulines (TUBG1 et TUBG2) sont nécessaires au bon développement des cellules nourricières et à la maturité des nématodes. Les analyses immunocytochimiques des racines d’Arabidopsis infectées par les nématodes ont montré que les y-tubulines GFPs sont abondamment présentes et localisées au niveau des phragmoplastes des cellules géantes et qu’elles y sont associées au MTs corticaux et cytosoliques. En outre, l’immunofluorescence des y-tubulines de lignées mutantes dans les racines infectées par les nématodes a indiqué que les y-tubulines protéines TUBG1 et TUBG2 n’ont pas la même localisation dans les cellules géantes : TUGB1 est fortement concentrée autour de la membrane nucléaire alors que TUBG2 est répartie dans l’ensemble du cortex cellulaire. Nous avons généré des plantes transgéniques exprimant la protéine de fusion y-tubuline-GFP et les observations in vivo du méristène apical des racines ont mis en évidence une répartition homogène de la protéine dans tout le cytoplasme, le cortex cellulaire et le long des fuseaux miotiques et des phragmoplastes pendant la mitose. Dans les cellules géantes, la y-tubuline est répartie principalement autour des noyaux avec une répartition régulière en tache. La surexpression de la y-tubuline a également provoqué une croissance incurvée des racines avec apparition d’un phénotype en forme de vrille. Le traitement avec des molécules chimiques actives sur le cytosquelette (propyzamide et oryzaline) a entraîné une réversion de ce phénotype vrillé et un retour à une croissance normale des racines, identique au type sauvage. Enfin, l’immunolocalisation réalisée en microscopie électronique a démontré que GCP3 est co-localisée avec la y-tubuline autour de la surface nucléaire et dans le cortex de la cellule géante. De ce fait l’existence d’une complexe de type « y-tubulin ring complex (yTuRC) » dans les cellules géantes est très vraisemblable. Ce travail suggère que la présence des MTOCs dans les cellules géantes pourrait être responsable d’un nouveau type de nucléation MT au niveau du cortex cellulaire, autour des noyaux et pendant la phase de mitose de cellules géantes induites par les nématodes à galles. Par conséquent, les y-tubulines semblent jouer un rôle important dans le contrôle de la restructuration du cytosquelette des cellules géantes induites par les nématodes.