Transcriptomic study of the interaction between the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea and the plant Arabidopsis thaliana
Etude du transcriptome du champignon phytopathogène Botrytis cinerea lors de l'interaction avec Arabidopsis thaliana
Résumé
Botrytis cinerea, causing the grey mould disease, is a necrotrophic broad-spectrum pathogen. Here we present a transcriptomic study on macroarrays contaning approximately one fifth of the fungus’ genome, as well as the functional analysis of two proteins identified by this analysis. The transcriptomic study, realised on ned three stages of the in planta interaction of B. Cinerea with the plant model Arabidopsis thaliana, permitted identifying 27 genes specifically expressed during the infection. Inactivation of two of them, BcPIE3 and BcPIC5, altered the pathogenicity of the wild-type strain T4 up to at least 69%. The inactivation of the same genes in the BO5. 10 genetic context did not affect this strains’ pathogenicity, indicating that BcPIE3 and BcPIC5 genes code for strain-dependent virulence factors. Both inactivated genes belong to multigenic families. BcPIC5, codes for a peptidyl-prolyl FKBP12 isomerase, shown to mediate the toxic effects of two inhibitors, FK506 and rapamycin, in B. Cinerea. BcPIE3 codes for an emopamil-binding domain (EBD) protein. BcPIE3 is, in contrast to its human ortholog, dispensable for ergosterol biosynthesis. This gene may have acquired a new function related to the interactions of the pathogen with plants. BcPIE3 protein is member of the structural superfamily of EBDPs and belongs to the monophyletic EBP clade. This clade shows a specific expansion within the Euascomycete phylum. Moreover, B. Cinerea is the only fungal species coding for three instead of two EBPs in its genome. This first large-scale transcriptomic analysis highlighted new aspects of the infectious process.
otrytis cinerea, l’agent responsable de la pourriture grise, est un nécrotrophe généraliste. Nous présentons ici une analyse de son transcriptome par macroarrays, contenant environ un cinquième des gènes, ainsi que l’analyse fonctionnelle de deux protéines identifiées grâce à cette analyse. L’analyse transcriptomique, portée sur trois stades de l’interaction du pathogène avec la plante-modèle Arabidopsis thaliana, a permis de sélectionner 27 gènes spécifiquement exprimés lors de l’infection. L’inactivation de deux d’entre eux, BcPIE3 et BcPIC5, a altéré le pouvoir pathogène de la souche sauvage T4 d’au moins 69 %. L’inactivation des mêmes gènes n’ayant pas affecté la pathogénie de la souche sauvage B05. 10, ces gènes représentent des facteurs de pathogénie souche-dépendants. Les deux gènes inactivés appartiennent à des familles multigéniques. BcPIC5 code pour une FKBP12 peptidyl-prolyl isomerase, qui est le médiateur des effets cytotoxiques de deux inhibiteurs chez Botrytis, FK506 et rapamycine. Le gène BcPIE3 code pour une « emopamil-binding domain » (EBD) protéine. BcPIE3 est, contrairement à son orthologue humain, non indispensable à la biosynthèse de l’ergosterol. Ce gène pourrait avoir acquis une nouvelle fonction liée aux interactions avec la plante. BcPIE3 appartient à la superfamille structurelle des EBDP et au clade monophylétique des EBP. Ce clade montre une expansion spécifique à la lignée des Euascomycètes. B. Cinerea est la seule espèce fongique possédant trois EBP (au lieu de deux)dans son génome. Cette première analyse transcriptomique à grande échelle a mis en évidence de nouveaux aspects du processus infectieux.