Une E. S. T. (Expressed Sequence Tag) conduit à la caractérisation, chez le houblon (Humulus lupulus), de trois inhibiteurs de xyloglucanase dont l’expression est influencée par des facteurs biotiques et abiotiques
Institution:
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Abstract EN:
Phytopathogenic fungi secrete a powerful arsenal of enzymes potentially active on each polysaccharide layer of the plant cell. As a first line of defense, plant cell walls contain several inhibitors to specifically inhibit the activity of these microbial enzymes. In the present study we describe the identification and characterization of three xyloglucan-specific endoglucanase inhibitor proteins (XEGIPs) from hop (Humulus lupulus). Some evidences have been accumulated about the role of these XEGIPs in plant defense. Starting from an expressed sequence tag three genes were isolated by the rapid amplification of cDNA ends, cloned and corresponding proteins expressed in insect cells. The functions of the proteins were validated by enzymatic activity measurements were performed with xyloglucan as substrate. Inhibitor n°1 and inhibitor n°2 were shown to inhibit the hydrolytic activity of xyloglucan-specific endoglucanase from the fungi Aspergillus aculeatus and Fusarium graminearum. The investigation on target enzymes lead to production, expression and characterization of four unknown GH12 from F. Graminearum. Real-time PCR have shown variations in the spatial distribution of inhibitors and differential expression between hop cultivars. The main lines are the following : inhibitor n°1 is expressed as a result of wounding and inhibitor n°2 is inducible by F. Graminearum. Inhibitor n°3 could be have a physiological function with a positive regulation during the germination stages and in the female hop cones.
Abstract FR:
Les pathogènes fongiques sécrètent un arsenal enzymatique pour dégrader la paroi végétale des plantes hôtes. Certaines de ces enzymes peuvent être inhibées par des protéines de plante. Une famille d’inhibiteurs, ayant la capacité d’agir sur les xyloglucanases et nommée XEGIP (xyloglucan-specific endoglucanase inhibitor protein) est peu caractérisée et ce projet a permis la mise en évidence et l’étude de trois de ces protéines chez le houblon (Humulus lupulus). Des nombreuses preuves ont pu être accumulées sur le rôle potentiel de ces protéines dans la défense de la plante. À partir d’une EST (Expressed Sequence Tag ), trois gènes (67 % d’identité nucléotidique), codants des XEGIPs ont été identifiés, clonés puis exprimés en cellules d’insectes. Des mesures d’activité enzymatique avec le substrat xyloglucane ont pu confirmer la fonction de ces protéines : en contact avec les protéines recombinantes, l’activité xyloglucanase des surnageants de culture d’Aspergillus aculeatus et de Fusarium graminearum a pu être inhibée pour l’inhibiteur n°1 et l’inhibiteur n°2 et non pour l’inhibiteur n°3. La recherche d’enzymes cibles a conduit à la production, l’expression et la caractérisation de quatre protéines de GH12 de F. Graminearum jusqu’alors non étudiées. Les analyses en PCR quantitative ont montré une distribution spatiale différente des inhibiteurs ainsi que l’existence d’une expression différentielle selon les variétés. Une tendance générale de l’expression de l’inhibiteur n°1 et l’inhibiteur n°2 a montré une induction préférentielle respectivement lors de stress abiotiques ou biotiques. L’inhibiteur n°3 présente une surexpression importante lors de la germination au stade cotylédons ou dans les fleurs femelles en comparaison à celle de la graine.