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Etude pathologique d’isolats tunisiens d’Erwinia amylovora et recherche de signaux apoplastiques inducteurs des gènes de virulence
No full textErwinia amylovora, the causal agent of fire blight. This pathogen, belongs to the Enterobacteriacea family. In 2012, this pathogen was identified from the north of Tunisia, where climatic conditions are favorable for the rapid development of this pathology. The first part of my thesis consisted in isolating and identifying strains of E. amylovora from different samples. The selection of twenty isolates was carried out based on the morphological aspect of the colonies, by biochemical and molecular methods thanks to PCRs using a set of chromosomal and plasmid primers specific to E. amylovora in order to study the variability of the isolated strains in comparison with previously described strains isolated in other countries. In parallel, I tested the degree of pathogenicity of these isolates by performing tests of pathogenicity, mobility and biofilm production capacity.The second part of my thesis deals with the impact of nitrogen (N) on the E. amylovora - A. thaliana interaction. Recently, my team has shown that low nitrate supply reduces the resistance of A. thaliana to E. amylovora and promotes the expression of hrp virulence genes in planta. Since the apoplast is the site of primary infection and exchange of molecules between the plant and the bacteria, some of which may be repressors or inducers of bacterial virulence genes. Based on this information, I showed in vitro that the apoplastic fluid (AWF) of A. thaliana grown under N limitation (AWF2) strongly induces hrp genes compared to that of plants grown under high N (AWF10). Metabolomic analyses of AWF allowed me to identify 114 primary metabolites, 102 of which are more accumulated in AWF10 and only 12 are more accumulated in AWF2. Among these metabolites I identified several metabolites that induce hrp gene expression, such as linolenic acid and cyanuric acid, and several hrp repressors such as citrate and GABA. Furthermore, I found that AWF2 content is more sensitive to infection by E. amylovora than AWF10. In conclusion, I have shown that N supply to plants affects the apoplastic content and thus affects the ability of E. amylovora to induce its virulence factors during the early stages of infection.Erwinia amylovora est une bactérie responsable de la maladie du feu bactérien dont les hôtes appartiennent à la sous famille des rosacées, comme le pommier, le poirier et le cognassier. En 2012, E. amylovora a été identifiée en Tunisie, notamment dans le nord où les conditions climatiques sont favorables pour le développement rapide de cette pathologie. La première partie de ma thèse a consisté à isoler et identifier des souches d’E. amylovora à partir du Nord de la Tunisie. La sélection de vingt isolats a été réalisée en se basant sur l’aspect morphologique des colonies, par des méthodes biochimiques et moléculaires grâce à des PCRs en utilisant un ensemble d’amorces chromosomiques et plasmidiques spécifiques d’E. amylovora afin d’étudier la variabilité des souches isolées par rapport aux souches précédemment décrites isolées dans d’autres pays. En parallèle, j’ai testé le degré de pathogénicité de ces isolats en faisant des tests de pouvoir pathogène, de mobilité et de capacité de production de biofilms. La deuxième partie de ma thèse porte sur l’impact de l’azote (N) sur l’interaction E. amylovora - A. thaliana. Mon équipe a montré qu’un faible apport en nitrate réduit la résistance d’A. thaliana à E. amylovora et favorise l’expression in planta des gènes de virulence hrp. L’apoplasme, un des lieux d’infection primaire d’E. amylovora, permet l’échange de métabolites entre la plante et la bactérie, dont certains peuvent être des répresseurs ou des inducteurs des gènes de virulence bactériens. J’ai montré, in vitro, que le liquide apoplastique (AWF) extrait de feuilles d’A. thaliana cultivées en limitation de N (AWF2) induit plus fortement les gènes hrp d’E. amylovora que l’AWF de plantes cultivées à fort N (AWF10). L’analyse métabolomique par GC-MS de l’AWF2 et de l’AWF10 m’a permis d’identifier 114 métabolites primaires dont 102 sont plus accumulés dans l’AWF10 et seulement 12 sont plus accumulés dans l’AWF2. Parmi ces métabolites j’ai identifié des métabolites inducteurs des gènes hrp, comme l’acide linolénique et l’acide cyanurique et des répresseurs comme le citrate et le GABA. Suite à l’infection, 92 métabolites ont été identifiés dans l’AWF. Cependant, le contenu de l’AWF2 est plus sensible à l’infection que l’AWF10 après 6H d’infection. En conclusion, j’'ai montré qu’en condition de limitation en azote, le contenu métabolique de l’apoplasme de la feuille est modifié et de ce fait affecte la capacité d’E. amylovora à induire ses facteurs de virulence au cours des premières étapes de l’infection
Etude pathologique d’isolats tunisiens d’Erwinia amylovora et recherche de signaux apoplastiques inducteurs des gènes de virulence
No full textErwinia amylovora, the causal agent of fire blight. This pathogen, belongs to the Enterobacteriacea family. In 2012, this pathogen was identified from the north of Tunisia, where climatic conditions are favorable for the rapid development of this pathology. The first part of my thesis consisted in isolating and identifying strains of E. amylovora from different samples. The selection of twenty isolates was carried out based on the morphological aspect of the colonies, by biochemical and molecular methods thanks to PCRs using a set of chromosomal and plasmid primers specific to E. amylovora in order to study the variability of the isolated strains in comparison with previously described strains isolated in other countries. In parallel, I tested the degree of pathogenicity of these isolates by performing tests of pathogenicity, mobility and biofilm production capacity.The second part of my thesis deals with the impact of nitrogen (N) on the E. amylovora - A. thaliana interaction. Recently, my team has shown that low nitrate supply reduces the resistance of A. thaliana to E. amylovora and promotes the expression of hrp virulence genes in planta. Since the apoplast is the site of primary infection and exchange of molecules between the plant and the bacteria, some of which may be repressors or inducers of bacterial virulence genes. Based on this information, I showed in vitro that the apoplastic fluid (AWF) of A. thaliana grown under N limitation (AWF2) strongly induces hrp genes compared to that of plants grown under high N (AWF10). Metabolomic analyses of AWF allowed me to identify 114 primary metabolites, 102 of which are more accumulated in AWF10 and only 12 are more accumulated in AWF2. Among these metabolites I identified several metabolites that induce hrp gene expression, such as linolenic acid and cyanuric acid, and several hrp repressors such as citrate and GABA. Furthermore, I found that AWF2 content is more sensitive to infection by E. amylovora than AWF10. In conclusion, I have shown that N supply to plants affects the apoplastic content and thus affects the ability of E. amylovora to induce its virulence factors during the early stages of infection.Erwinia amylovora est une bactérie responsable de la maladie du feu bactérien dont les hôtes appartiennent à la sous famille des rosacées, comme le pommier, le poirier et le cognassier. En 2012, E. amylovora a été identifiée en Tunisie, notamment dans le nord où les conditions climatiques sont favorables pour le développement rapide de cette pathologie. La première partie de ma thèse a consisté à isoler et identifier des souches d’E. amylovora à partir du Nord de la Tunisie. La sélection de vingt isolats a été réalisée en se basant sur l’aspect morphologique des colonies, par des méthodes biochimiques et moléculaires grâce à des PCRs en utilisant un ensemble d’amorces chromosomiques et plasmidiques spécifiques d’E. amylovora afin d’étudier la variabilité des souches isolées par rapport aux souches précédemment décrites isolées dans d’autres pays. En parallèle, j’ai testé le degré de pathogénicité de ces isolats en faisant des tests de pouvoir pathogène, de mobilité et de capacité de production de biofilms. La deuxième partie de ma thèse porte sur l’impact de l’azote (N) sur l’interaction E. amylovora - A. thaliana. Mon équipe a montré qu’un faible apport en nitrate réduit la résistance d’A. thaliana à E. amylovora et favorise l’expression in planta des gènes de virulence hrp. L’apoplasme, un des lieux d’infection primaire d’E. amylovora, permet l’échange de métabolites entre la plante et la bactérie, dont certains peuvent être des répresseurs ou des inducteurs des gènes de virulence bactériens. J’ai montré, in vitro, que le liquide apoplastique (AWF) extrait de feuilles d’A. thaliana cultivées en limitation de N (AWF2) induit plus fortement les gènes hrp d’E. amylovora que l’AWF de plantes cultivées à fort N (AWF10). L’analyse métabolomique par GC-MS de l’AWF2 et de l’AWF10 m’a permis d’identifier 114 métabolites primaires dont 102 sont plus accumulés dans l’AWF10 et seulement 12 sont plus accumulés dans l’AWF2. Parmi ces métabolites j’ai identifié des métabolites inducteurs des gènes hrp, comme l’acide linolénique et l’acide cyanurique et des répresseurs comme le citrate et le GABA. Suite à l’infection, 92 métabolites ont été identifiés dans l’AWF. Cependant, le contenu de l’AWF2 est plus sensible à l’infection que l’AWF10 après 6H d’infection. En conclusion, j’'ai montré qu’en condition de limitation en azote, le contenu métabolique de l’apoplasme de la feuille est modifié et de ce fait affecte la capacité d’E. amylovora à induire ses facteurs de virulence au cours des premières étapes de l’infection
Pathological study of Tunisian isolates of Erwinia amylovora and search for apoplastic signals inducing virulence genes
No full textErwinia amylovora est une bactérie responsable de la maladie du feu bactérien dont les hôtes appartiennent à la sous famille des rosacées, comme le pommier, le poirier et le cognassier. En 2012, E. amylovora a été identifiée en Tunisie, notamment dans le nord où les conditions climatiques sont favorables pour le développement rapide de cette pathologie. La première partie de ma thèse a consisté à isoler et identifier des souches d’E. amylovora à partir du Nord de la Tunisie. La sélection de vingt isolats a été réalisée en se basant sur l’aspect morphologique des colonies, par des méthodes biochimiques et moléculaires grâce à des PCRs en utilisant un ensemble d’amorces chromosomiques et plasmidiques spécifiques d’E. amylovora afin d’étudier la variabilité des souches isolées par rapport aux souches précédemment décrites isolées dans d’autres pays. En parallèle, j’ai testé le degré de pathogénicité de ces isolats en faisant des tests de pouvoir pathogène, de mobilité et de capacité de production de biofilms. La deuxième partie de ma thèse porte sur l’impact de l’azote (N) sur l’interaction E. amylovora - A. thaliana. Mon équipe a montré qu’un faible apport en nitrate réduit la résistance d’A. thaliana à E. amylovora et favorise l’expression in planta des gènes de virulence hrp. L’apoplasme, un des lieux d’infection primaire d’E. amylovora, permet l’échange de métabolites entre la plante et la bactérie, dont certains peuvent être des répresseurs ou des inducteurs des gènes de virulence bactériens. J’ai montré, in vitro, que le liquide apoplastique (AWF) extrait de feuilles d’A. thaliana cultivées en limitation de N (AWF2) induit plus fortement les gènes hrp d’E. amylovora que l’AWF de plantes cultivées à fort N (AWF10). L’analyse métabolomique par GC-MS de l’AWF2 et de l’AWF10 m’a permis d’identifier 114 métabolites primaires dont 102 sont plus accumulés dans l’AWF10 et seulement 12 sont plus accumulés dans l’AWF2. Parmi ces métabolites j’ai identifié des métabolites inducteurs des gènes hrp, comme l’acide linolénique et l’acide cyanurique et des répresseurs comme le citrate et le GABA. Suite à l’infection, 92 métabolites ont été identifiés dans l’AWF. Cependant, le contenu de l’AWF2 est plus sensible à l’infection que l’AWF10 après 6H d’infection. En conclusion, j’'ai montré qu’en condition de limitation en azote, le contenu métabolique de l’apoplasme de la feuille est modifié et de ce fait affecte la capacité d’E. amylovora à induire ses facteurs de virulence au cours des premières étapes de l’infection.Erwinia amylovora, the causal agent of fire blight. This pathogen, belongs to the Enterobacteriacea family. In 2012, this pathogen was identified from the north of Tunisia, where climatic conditions are favorable for the rapid development of this pathology. The first part of my thesis consisted in isolating and identifying strains of E. amylovora from different samples. The selection of twenty isolates was carried out based on the morphological aspect of the colonies, by biochemical and molecular methods thanks to PCRs using a set of chromosomal and plasmid primers specific to E. amylovora in order to study the variability of the isolated strains in comparison with previously described strains isolated in other countries. In parallel, I tested the degree of pathogenicity of these isolates by performing tests of pathogenicity, mobility and biofilm production capacity.The second part of my thesis deals with the impact of nitrogen (N) on the E. amylovora - A. thaliana interaction. Recently, my team has shown that low nitrate supply reduces the resistance of A. thaliana to E. amylovora and promotes the expression of hrp virulence genes in planta. Since the apoplast is the site of primary infection and exchange of molecules between the plant and the bacteria, some of which may be repressors or inducers of bacterial virulence genes. Based on this information, I showed in vitro that the apoplastic fluid (AWF) of A. thaliana grown under N limitation (AWF2) strongly induces hrp genes compared to that of plants grown under high N (AWF10). Metabolomic analyses of AWF allowed me to identify 114 primary metabolites, 102 of which are more accumulated in AWF10 and only 12 are more accumulated in AWF2. Among these metabolites I identified several metabolites that induce hrp gene expression, such as linolenic acid and cyanuric acid, and several hrp repressors such as citrate and GABA. Furthermore, I found that AWF2 content is more sensitive to infection by E. amylovora than AWF10. In conclusion, I have shown that N supply to plants affects the apoplastic content and thus affects the ability of E. amylovora to induce its virulence factors during the early stages of infection
Biochemical and biomolecular effects induced by a static magnetic field in Saccharomyces cerevisiae: evidence for oxidative stress
No full textExposure to static magnetic fields (SMF) can cause changes in microorganism metabolism altering key subcellular functions. The purpose of this study was to investigate whether an applied SMF could induce biological effects on growth of Saccharomyces cerevisiae, and then to probe biochemical and bio-molecular responses. We found a decrease in growth and viability under SMF (250mT) after 6h with a significant decrease in colony forming units followed by an increase between 6 h and 9 h. Moreover, measurements of antioxidant enzyme activities (catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase) demonstrated a particular profile suggesting oxidative stress. For instance, SOD and catalase activities increased in magnetized cultures after 9 h compared with unexposed samples. However, SMF exposure caused a decrease in glutathione peroxidase activity. Finally, SMF caused an increase in MDA levels as well as the content of protein carbonyl groups after 6 and 9 h of exposur
Virulence characters of Erwinia amylovora and their variation under plant abiotic stress
No full textInternational audienc
<i>S</i>. <i>cerevisiae</i> growth as a function of exposure time to SMF (250 mT).
No full textValues are expressed as means ± SD of at least six different spectrophotometric measurements. Control cells are shown in blue while SMF-exposed cells are shown in yellow.</p
Lipid peroxidation of wild-type cells of <i>S</i>. <i>cerevisiae</i> before and after exposure to SMF (250 mT).
No full textThe results are the means of at least three independent determinations ± SD. Significant differences are indicated by different letters (a: p < 0.05, b: p < 0.01 and c: p < 0.001).</p
Apoplastic metabolic and proteomic contents are affected by abiotic stress and control pathogen virulence.
No full textInternational audiencePlant responses to pathogen invasion leads to the production of defence proteins, metabolites and hormones. Since the apoplastic space represents the first layer of defence, important changes take place in this compartment. These changes have not been described yet in the case of necrotrophic fungal pathogens that kill host cells rapidly and proliferate on dead tissues. However, the initial phase of the interaction is critical since these pathogens have to cope directly with plant defenses, in particular in the apoplastic space. In this study we describe for the first time the modifications that occur in the apoplast of Arabidopsis thaliana in this initial phase of infection by two necrotrophic pathogens, E. amylovora and B. cinerea. Our results showed that important changes are triggered in the first hours of infection at the proteomic and metabolomic level. In parallel, we analyzed the impact of nitrogen nutrition on apoplast content. N is an essential nutrient not only for plant development but also for defense against abiotic and biotic stress. Changes in the plant apoplast status in response to E. amylovora colonization are highly beneficial to the hrp- dependent bacterial cycle under low N. Taken together, this cartography of the early apoplastic molecular dialogue between plants and pathogens revealed putative defence, susceptibility and virulence factors that play a critical role in the outcome of interactions and on the impact of abiotic stress on these interactions
Activities of antioxidant enzymes in wild-type cells of <i>S</i>. <i>cerevisiae</i> exposed to SMF (250 mT).
No full text(A) CAT, (B) SOD, and (C) GPX. The results are expressed as the means of at least three independent determinations ± SD. Significant differences are indicated by different letters (a: p < 0.05, b: p < 0.01 and c: p < 0.001).</p
Apoplast Metabolomics Profiling Reveals Nitrogen‐Dependent Modulation of Plant–Pathogen Interactions
No full textInternational audienceIn the present study, we analysed the role played by the apoplast in the crosstalk between biotic and abiotic stress conditions. In particular, we studied the crosstalk between nitrogen (N) limitation and infection of the model plant Arabidopsis thaliana by Erwinia amylovora , an apoplastic bacterium. Our previous findings indicated that low N (LN) conditions increase E. amylovora in planta titres and expression of virulence factors. In this work, we extracted the apoplast wash fluids (AWF) from plants grown under low N or high N (HN) conditions and applied them to bacteria in vitro. We observed that LN‐AWF induced stronger virulence gene expression than HN‐AWF. Metabolomic analysis of both apoplast extracts revealed the presence of common metabolites; however, their proportions were distinct, indicating a direct effect of N availability on apoplast content. Interestingly, changes in the apoplast metabolite proportions were also observed early after bacterial infection, but only in plants grown under LN conditions. To evaluate the effect of single metabolites on virulence gene expression, we selected 43 metabolites and observed that 29 of them were activators, whereas two, GABA and citrate, acted as repressors. This study shows that environmental constraints, such as N availability, impact plant–pathogen interactions by altering the apoplastic content
