Multiomics identification of effectors candidates from oomycete root plant pathogen Aphanomyces euteiches

Identification multiomique d'effecteurs candidats de l'oomycète Aphanomyces euteiches, parasite racinaire des légumineuses Aphanomyces euteiches est un oomycète filamenteux pathogène racinaire de nombreuses légumineuses comme le pois et la luzerne. Ce microorganisme tellurique est responsable d'importants dégâts et restreint la culture de légumineuse du fait de sa capacité à se maintenir dans les sols. L'un des principaux facteurs de pathogénicité des organismes filamenteux eucaryotes sont les effecteurs protéiques qui sont sécrétes par le parasite pendant l'interaction et vont affecter la physiologie de la plante hôte ou modifier la composition du microbiome pour faciliter l'infection. Les agents pathogènes possèdent des myriades d'effecteurs, qui sont finement régulés au niveau de leur expression et peuvent facilement évoluer au contact de la plante hôte. Le séquençage des génomes de nombreux agents pathogènes a démontré que chaque espèce code des centaines d'effecteurs putatifs avec un degré élevé de gènes spécifique à la lignée. Alors que la prédiction des effecteurs basée sur des données génomique est plutôt facile et robuste, l'élucidation de la fonction de l'effecteur est une tâche longue et spécifique à chaque effecteur. Par conséquent, la sélection d'effecteurs candidats à partir des centaines prédits est une étape clé pour les analyses fonctionnelles. Ce travail de thèse avait donc pour objectif, tout d'abord, via des études de génomique comparative de prédire le répertoire d'effecteur d'A. euteiches et de définir si certains étaient impliqués dans la préférence d'hôte (pois vs luzerne). Cette analyse a mis en exergue le large arsenal de Crinklers sécrétés (CRNs), d'enzymes dégradant la paroi cellulaire végétale (CAZymes), de protéases. Enfin des Petites Protéines Sécrétées (SSPs) sans fonction prédite pourrait intervenir dans la préférence d'hôte. Dans un second temps deux techniques expérimentales ont été mises en place afin de caractériser directement les effecteurs présents chez l'hôte végétal au cours de l'interaction. Un premier focus a été réalisé sur les protéases extracellulaires et leur caractérisation par protéomique à partir d'extrait apoplastique de racines de pois infectées par le parasite. Cette approche a permis de confirmer les prédictions génomiques et révélée l'existence de protéases originales dotées en plus d'un site catalytique d'un domaine de liaison à des carbohydrates et lipides. La seconde approche visait à identifier les proteins extracellulaires d'A. euteiches présentes dans le noyau de racines de M. trunctaula infectées afin d'en identifier les effecteurs via une combinaison d'analyse en FACS et de protéomiques. Des effecteurs candidats ont pu être également identifies avec succès. Cette thèse à contribuer à une meilleure connaissance des facteurs de pathogénicité mis en place par les oomycètes au cours de l'infection de la plante hôte et révélé leur complexité en agissant sur le développement des plantes, la stabilité génomique des plantes ou les réponses immunitaires des plantes. Ce projet est soutenu par Marie Sklodowska-Curie Actions comme la partie de ITN PROTECTA (2018-2022) dédie à l'étude de pathogénicité d'oomycetés 766048 (MSCA-ITN-2017 'PROTECTA').