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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Offres de stage - Master

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L'équipe IPN (Interactions Plantes-Nématodes) propose 3 offres de stages niveau Master

Analyse fonctionnelle d’effecteurs du parasitisme des nématodes à galles du genre Meloidogyne

Encadrant Bruno Favery (bruno.favery@ inra.fr) 0492386464

Les nématodes parasites de plante du genre Meloidogyne constituent un problème phytosanitaire majeur à l’échelle mondiale. Ces parasites obligatoires des plantes ont élaboré des mécanismes de parasitisme originaux et complexes. Grâce à l’injection de sécrétions salivaires contenant des protéines appelées « effecteurs du parasitisme », ils induisent la transformation de cellules racinaires en cellules nourricières hypertrophiées et polynucléées (1). La reprogrammation cellulaire impliquée dans l’ontogenèse de ces « cellules géantes » nécessite certainement la manipulation par le nématode de fonctions nucléaires végétales. Au laboratoire, des approches de protéomique, de transcriptomique et de génomique comparative ont permis l’identification d’effecteurs potentiels conservés entre les différentes espèces de Meloidogyne (2). Ce stage a pour objectif l’analyse fonctionnelle d’effecteurs du nématode. L’expression spatio-temporelle chez le nématode de ces effecteurs sera analysée par hybridation in situ au cours des stades préparasitaires et parasitaires (3). La localisation de ces effecteurs dans la plante sera également étudiée en surexprimant des fusions protéines-GFP par agroinfiltration. La caractérisation de ces effecteurs permettra une meilleure compréhension des processus biologiques manipulés par le nématode au cours du parasitisme, et ouvrira de nouvelles perspectives en matière de lutte contre ces ravageurs des cultures.

Références Bibliographiques :

  1. Truong N.M., Nguyen C.N., Abad P., Quentin M., and Favery B. (2015) Function of root knot nematode effectors and their targets in plant parasitism. In Advances in Botanical Research (Fenoll, C., Escobar, C., Eds), Elsevier, 73, 294-324.
  2.  Nguyen, C-N., Perfus-Barbeoch-Zurletto, L., Quentin, M., Zhao, J., Magliano, M., Marteu, N., Da Rocha, M., Nottet, N., Abad, P. & Favery, B. (2018) A root-knot nematode small glycine and cysteine-rich secreted effector, MiSGCR1, is involved in plant parasitism. New Phytologist 217: 687-699.
  3. Jaouannet, M., Nguyen, C-N., Quentin, M., Jaubert-Possamai, S., Rosso, M.-N. and Favery, B. (2018). In situ Hybridization (ISH) in preparasitic and parasitic stages of the plant-parasitic nematodes Meloidogyne spp. Bio-protocol 8(6): e2766. DOI:10.21769/BioProtoc.2766.

Analyse fonctionnelle des cibles végétales d’effecteurs du parasitisme du nématode à galles Meloidogyne incognita.

Encadrant : Michaël Quentin (michael.quentin@inra.fr) 0492386495 

Les nématodes parasites de plante du genre Meloidogyne constituent un problème phytosanitaire majeur à l’échelle mondiale. Ces parasites obligatoires des plantes ont élaboré des mécanismes de parasitisme originaux et complexes. Grâce à l’injection dans la plante hôte de protéines appelées « effecteurs », ils induisent une reprogrammation cellulaire et la transformation de cellules racinaires en cellules nourricières hypertrophiées et polynucléées, nommées « cellules géantes » (1 ; 2). Par une approche de double hybride en levure nous avons pu identifier les cibles végétales de protéines sécrétées in planta par le nématode Meloidogyne incognita.

Au cours de ce stage, l’analyse de la fonction de ces cibles végétales au cours du développement de la plante et dans l’interaction sera initiée. Par des approche de VIGS (Virus Induced Gene Silencing) ou de VAGE (Virus Aided Gene Expression), l’effet de leur suppression ou surexpression, ainsi que leur localisation subcellulaire au cours du développement normal de la plante et au cours de l’interaction, pourront être étudiés.

La caractérisation des fonctions végétales manipulées par le nématode contribuera d'une part à mieux comprendre les aspects du développement de la plante et de la différentiation cellulaire et d'autre part ouvrira de nouvelles perspectives en matière de lutte contre ce ravageur des cultures.

Références Bibliographiques : 

  1. Caillaud M.C., Dubreuil G., Quentin M., Perfus-Barbeoch L., Lecomte P., de Almeida-Engler J.,  Abad P., Rosso M.N. , Favery B. (2008) Root-knot nematodes manipulate plant cell functions during a compatible interaction. Journal of Plant Physiology, 165: 104-113.
  2. Truong N.M., Nguyen C.N., Abad P., Quentin M., and Favery B. (2015) Function of root knot nematode effectors and their targets in plant parasitism. In Advances in Botanical Research (Fenoll, C., Escobar, C., Eds), Elsevier, 73, 294-324.

Etude du rôle des régulations épigénétiques dans la formation des cellules géantes induites par les nématodes à galles

Encadrante : Stéphanie Jaubert-Possamai (stephanie.jaubert@inra.fr) 0492386504

Les nématodes à galles sont des vers endoparasites biotrophes responsables de pertes majeures pour l’agriculture mondiale. Une étape clé de l'interaction entre la plante et le nématode à galles est l’induction par le nématode de la formation de cellules végétales géantes dans la racine infestée. En réponse à des signaux émis par le nématode, des cellules du parenchyme racinaire vont se redifférencier et se transformer en cellules hypertrophiées et multinucléées, appelée cellules géantes. La formation de ces cellules géantes est le résultat de divisions nucléaires successives sans division cellulaire et une croissance isotropique. Les analyses du transcriptome complet réalisées chez de nombreuses plantes ont permis d’identifier de très nombreux gènes dont l’expression est modifiée en réponse à l’infection par les nématodes. Toutefois, les mécanismes régulant l’expression des gènes au sein de ces cellules géantes restent inexplorés à ce jour.

Ce projet propose d’explorer les mécanismes régulant cette reprogrammation de l’expression génique intervenant lors de la formation des cellules géantes de la plante. Ces dernières années il a été clairement établi que les régulations épigénétiques comme la méthylation de l’ADN jouent un rôle clef dans la régulation de l'expression génique chez les eucaryotes. En particulier, des petits ARN d’une vingtaine de nucléotides, appelés siARN, participent à la régulation de l’état de méthylation de l’ADN impactant ainsi fortement les niveaux d’expression des gènes. Il a été très récemment montré que les siARN contenus dans des vésicules extracellulaires de type exosomes de cellules végétales étaient délivrés dans les microorganismes phytopathogènes plantes afin de réguler leur pathogénicité. Les siARN semblent donc être de nouveaux acteurs majeurs de la défense des plantes.

Afin de caractériser le rôle des siARN et de la méthylation de l’ADN dans la formation des cellules nourricières, nous avons analysé les populations de siARN et l’état de méthylation du génome dans les galles de tomate par séquençage haut débit. Cette approche nous a permis d'identifier des siARN dont l'expression est modifiée lors de la formation du site nourricier et des régions du génome qui présentent des taux de méthylation différents entre galles et racines saines. Ces siARN différentiellement exprimés dans les galles et les régions différentiellement méthylées associées constituent de solides candidats pour réguler la formation des cellules géantes.

Le stage s’organisera en deux axes : le premier axe aura pour but de réaliser l’analyse fonctionnelle de siARN candidats et de leurs gènes cibles impliquant 1) la caractérisation de l’expression des siARN ainsi que celle des gènes ciblés par PCR quantitative, 2) l’étude de l’effet sur la sensibilité de la plante aux nématodes à galles de la modification de l’expression des siARN d’intérêt ou de leur cible dans des plantes transgéniques. Le second axe se propose d’explorer l’existence des vésicules extracellulaires contenant des siARN dans les cellules géantes par des approches de biologie cellulaire et d’étude de plantes transgénique d’Arabidopsis possédant des marqueurs fluorescents de ces vésicules.

Références Bibliographiques :

  1. Medina C. et al. (2017) Characterisation of microRNAs from Arabidopsis galls highlights a role for miR159 in the plant response to the root-knot nematode Meloidogyne incognita. New Phytologist : 216(3):882-896. doi: 10.1111/nph.14717
  2. Cai C. et al. (2018) Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes. Science 360(6393):1126-1129. doi: 10.1126/science.aar4142