Réactions de défense dans l’interaction Hevea Brasiliensis/ Corynespora cassiicola et implication d’une toxine dans le déterminisme de la réponse clonale
Frédéric BRETON
Thèse soutenue le 17 Décembre 1997 à l’Université Montpellier II
Travail réalisé au Laboratoire de Biotechnologie et Physiologie Végétales Appliquées, Université de Montpellier II, sous la direction du Professeur J. D’Auzac.
Deux clones d'Hevea brasiliensis (PB260 et GT1), présentant, sur plantation, des différences importantes de résistance à Corynespora cassiicola, ont été inoculés in vitro par dépôt de gouttes d'une suspension conidienne à la surface de folioles en survie. Dès les premières heures après infection, les tubes germinatifs sécrètent un réseau fibrillaire dense, vraisemblablement impliqué dans l’adhésion et/ou dans la pénétration du champignon, qui ne s’effectue que très rarement par les stomates. Chez le clone résistant (GT1), le développement mycélien est rapidement limité. Le mycélium est encapsidé par des composés bruns, dont le rôle dans la résistance reste à déterminer. A l’opposé, chez le clone sensible (PB260), le mycélium envahit rapidement les différentes assises cellulaires et s’étend au delà de la zone inoculée. La mort d’un grand nombre de cellules en amont de la progression tissulaire du mycélium a été visualisée. Ces observations conduisent à penser qu’il s’agit d’un champignon nécrotrophe.
Une accumulation relativement tardive (48h) de scopolétine (Scp), constitue la première réaction visible à l’infection. Elle est plus intense chez PB260 et postérieure aux premières nécroses, et ne peut, de ce fait, constituer un mécanisme majeur de la résistance du GT1. D’autre part, l’accumulation de Scp apparaît comme la résultante d’une synthèse de novo associée à une dégradation par le champignon et par des peroxydases foliaires dont l’accumulation est plus importante chez le GT1. Par ailleurs, les produits d’oxydation de la Scp ne présentent pas une fongitoxicité significativement supérieure à la Scp elle-même.
Après inoculation, le GT1 se distingue par une augmentation importante d’activités enzymatiques produisant H2O2 (SOD, peroxydase NAD(P)H-dépendante) parallèlement à l’augmentation de peroxydases susceptibles de consommer H2O2. L’activité catalase, neutralisant H2O2, diminue quant à elle. Comparativement au PB260, le GT1 se caractérise ainsi par un potentiel de production de H2O2 supérieur. Par ailleurs, une importante activité catalase de C. cassiicola, impliquée dans sa résistance à la fongitoxicité de H2O2, doit être prise en compte dans ce pathosystème.
Lors du choc oxydatif, la cinétique de production d’H2O2 par des disques foliaires élicités à l’aide d’un extrait mycélien a permis de confirmer que la résistance du GT1 ne relevait pas sensu stricto d’une réaction de type hypersensible. L’évolution post-infection de protéines de défense (ß-1,3-glucanase et chitinase) et la mise en place d’une barrière lignifiée uniquement chez le GT1, sont également des mécanismes trop tardifs pour expliquer la résistance précoce de ce clone.
L’absence de relations entre ces mécanismes de défense et la résistance du GT1 ainsi que les observations microscopiques ont conduit à rechercher les facteurs de virulence de C. cassiicola. L’implication d’une toxine produite in vitro par C. cassiicola, brièvement évoquée par le passé, a été confirmée. Cette molécule, dénommée cassiicoline, a été purifiée et l’analyse de sa structure, en cours d’achèvement, indique qu’il s’agit d’un petit polypeptide (2,886 kDa) possédant un caractère hydrophobe. L’application de 3,4 µM de toxine sur des folioles en survie, reproduit 24h après incubation, la totalité des symptômes pathologiques de la maladie. De plus, une corrélation positive a été observée quant à la résistance/sensibilité de plusieurs clones d’hévéa soit infectés par une suspension conidienne de C. cassiicola soit traités par des filtrats de culture du champignon renfermant la toxine. La même étude réalisée sur des espèces végétales hôtes et non-hôtes a permis de confirmer le caractère hôte-spécifique de la toxine. C’est donc vraisemblablement au niveau du devenir de la cassiicoline au sein des tissus foliaires, qu’il faut rechercher une explication à la résistance de certains clones