Étude du rôle de l'acide tenuazonique dans les relations Riz-Pyricularia oryzae
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Pyricularia oryzae is a fungal pathogen of rice which produces during the infection, a phytotoxin derived from isoleucine called tenuazonic acid (TA). We have looked for rice varieties resistant to TA among varieties with known resistances to Pyricularia. TA induces different foliar symptoms among these varieties. Rapid leaf browning (48h) is induced by TA on rice varieties which have a high level of partial resistance to Pyricularia. This leaf browning is also induced by TA on rice varieties sensitive to Pyricularia, but it appears slowly 96h). This leaf browning is associated to the rice defense reactions against Pyricularia. We have compared the leaf browning induced by TA and Pyricularia with histochemical technics. These browning are the result of the pigmentation of the mesophyll and vessel cells which form a barrier through the leaf. These brownings are characterized by an intense peroxydasic activity localized in the cell walls and the accumulation of lipids in the vacuole which turned brown. These characteristics are similar in the brown cells induced by TA or Pyricularia. Thus, TA seems to induce the rice defense reactions we have compared the aggressiveness to young rice leaves of Pyricularia isolates which have different in vitro TA production. The only significant difference between these isolates is their lesion surface, which is smaller when the isolate produces only small amount of TA (0. 01 mM). Coinoculation of TA (5 mM) with Pyricularia spores in young leaves increases the number and the surface of the lesions and allow incompatible isolates to attack a resistant variety (IRAT13). At the opposite, coinoculation of TA with Pyricularia spores on adult-leaves which are able to react to TA by a browning, gives different results. With a variety reactive to TA (DELTA), this coinoculation induces the browning of the lesion. With a variety with a low reaction to TA (MARATELLI), this coinoculation does not induce the browning of the lesion. These experiments show that TA may have two distincts rôle in the infection process. First, when the fungus will produce the toxin during the infection of a TA reactive rice variety, it will induce a leaf browning which will stop the progression of the hyphae. Second, when TA will be produced in young leaves or in adult leaves of a low TA reactive rice variety, it will allow the formation of large lesions if produced in enough amounts.
Abstract FR:
Pyricularia oryzae est un champignon parasite des feuilles et des tiges de riz, qui produit lors de l'infection une toxine, l'acide ténuazonique (AT) dérivée de l'isoleucine. Nous avons recherché, parmi les variétés de riz dont le niveau de résistance à P. Oryzae est connu, des variétés résistantes à l'AT. En effet, l'AT provoque des symptômes foliaires différents suivant les variétés. Ainsi il est possible d'induire des brunissements foliaires rapides (48h) avec de faibles concentrations d'AT chez des variétés de riz ayant un niveau élevé de résistance partielle à P. Oryzae. Ces brunissement n'apparaissent que tardivement (> 96h) chez les variétés ayant un faible niveau de résistance partielle à P. Oryzae. Ce type de brunissement foliaire est associé aux réactions de défense du riz à P. Oryzae. De plus le prétraitement de feuilles de variété sensibles par l'AT protège localement la plante d'une attaque ultérieure par des spores de P. Oryzae. Ll semble donc que l'AT soit capable de déclencher les réactions de défense du riz. Nous avons comparés le brunissement induit par l’AT et par P. Oryzae à l'aide de techniques histochimiques. Les brunissements correspondent à la pigmentation de cellules du mésophylle et des vaisseaux qui forment une barrière à travers la feuille. Ces brunissements sont caractérisés par l'apparition d'une forte activité peroxydasique pariétale, ainsi que l'accumulation vacuolaire d'un grand nombre de globules lipidiques qui se pigmentent-en brun. Les brunissements induits par l'AT et par P. Oryzae sont semblables pour ces caractéristiques. Nous avons comparé le pouvoir pathogène d'isolats de P. Oryzae ayant différents niveaux de production d'AT in vitro, en inoculant de jeunes feuilles qui ne réagissent pas à l'AT par un brunissement. La seule différence significative entre ces isolats porte sur la taille des lésions qui sont plus grandes lorsque l'isolat produit beaucoup d'AT in vitro (0. 6mM). La coinoculation d'AT et de spores de P. Oryzae à de jeunes feuilles augmente le nombre et la taille des lésions et permet l'attaque de variétés résistantes. En revanche: la coinoculation d'AT et de spores à des feuilles développées, capables de réagir à l'AT par un brunissement, conduit à des résultats différents. Sur une variété réagissant - à l'AT (DEL-TA), cette coinoculation provoque un brunissement important des lésions. Par contre chez une variété réagissant faiblement à l'AT (MARATELLI), cette coinoculation ne provoque qu'un faible brunissement qui n'empêche pas le développement de la lésion. Ainsi, l'AT pourrait avoir deux rôles dans le déroulement de l'infection. Lors de l'attaque des feuilles développées d'une variété réagissant à l’AT, ce dernier pourrait déclencher les réactions de défense de la plante et limiter la progression du parasite. Lors de l'attaque de jeunes feuilles ou de feuilles développées de variétés ne réagissant que faiblement à l'AT, ce dernier pourrait favoriser la progression du parasite dans la feuille et permettre la formation de grandes lésions.