Identification of fungal core effector targets involved in the susceptibility of bread wheat to Fusarium Head Blight

Le développement des pathogènes dans les tissus végétaux peut être favorisé par l'expression de gènes spécifiques de l'hôte, communément appelés gènes de sensibilité. En ciblant ces gènes, les effecteurs fongiques jouent un rôle clé dans le développement de la maladie, la croissance du pathogène et sa propagation dans les tissus végétaux. Dans l'interaction blé/Fusarium graminearum (Fg), ces composants primordiaux de la sensibilité végétale restent encore mal compris, malgré de nombreuses preuves de leur rôle central dans l'établissement de la fusariose de l'épi (FHB). Des travaux récents sur la FHB ont déjà décrit la nature et la dynamique des effecteurs potentiels aux premiers stades du processus d'infection, notamment grâce à des approches innovantes de dual-omique utilisant différentes variétés de blé et des souches fongiques d'agressivité contrastée (Fabre et al., 2019b ; Fabre et al., 2021 ; Rocher et al., 2022). À partir de cet ensemble pertinent de core-effecteurs putatifs, hautement conservés et systématiquement produits dans différentes souches pathogènes, ce travail vise à valider différentes caractéristiques des effecteurs fongiques et explorer leurs liens potentiel avec des cibles moléculaires chez l'hôte. Dans un premier temps, une caractérisation structurale de leurs séquences a révélé la présence de séquences canoniques de peptides de transit chloroplastiques ou de signaux de localisation nucléaire, sans toutefois mettre en évidence de nouveaux motifs ou domaines protéiques partagés dans le reste de la séquence. Au niveau transcriptomique, les effecteurs sélectionnés ont montré deux types distincts de profils d'expression. Un groupe d'effecteurs était sur-exprimé lors des premiers stades de la maladie, tandis qu'un autre groupe s'accumulait massivement lors des stades plus avancés, suggérant des fonctions variées au cours de l'infection. La localisation génomique des effecteurs sélectionnés s'est avérée être principalement dans les régions à évolution rapide du génome de F. graminearum, reflétant leur potentiel évolutif important. Des protéines de fsuion GFP-effecteurs ont été générées pour chaque candidat et testées sur des feuilles de tabac et dans des protoplastes de blé. En utilisant la microscopie confocale, la majorité des effecteurs possédant des signaux de localisation nucléaire ou des peptides de transit chloroplastiques ont été observés dans les noyaux ou les chloroplastes des plantes, avec des intensités variables. L'intégration de toutes ces informations a permis de sélectionner un nombre réduit d'effecteurs candidats afin d'identifier leurs interactions physiques avec les protéines de blé, en utilisant un système de double-hybride en levure (Y2H) et une bibliothèque d'ADNc spécifique aux épillets de blé. Cette approche a permis d'identifier avec succès un ensemble de gènes du blé interagissant avec les effecteurs fongiques, avec des fonctions prédites et des localisations subcellulaires suggérant des rôles essentiels dans les mécanismes de sensibilité. Ces résultats établissent un lien crucial entre les effecteurs fongiques et leurs cibles potentielles chez le blé, ouvrant la voie à la découverte de gènes de sensibilité candidats, nouveaux et prometteurs.