clonage positionnel du gène de résistance pi33 du riz ace1 - pi33 aip séquençage inra jb morel,...

Clonage positionnel du gène de résistance Pi33 du riz

ACE1 - Pi33

AIP séquençage INRA

JB Morel, D TharreauUMR BGPI, Montpellier

MH LebrunBioger, Grignon

• 5 M T pertes annuelles• 2/3 marché fongicide riz• Localement 100 % pertes• Distribution géographique =

toutes les zones de culture du riz

- Principale maladie fongique du riz

Introduction

CABI- Modèle d’interaction Monocot-champignon phytopathogène

• Hôte et agent pathogène séquencés• Nombreux outils de génétique et génomique

Goff et al 2002 Science ; Dean 2005 Nature ; Veneault Fourrey et Talbot 2006 Adv Appl Microbiol

Pyriculariose du riz :champignon Magnaporthe oryzae

CABI

Michel Vales, CIRAD

Interactions riz-M. oryzaeThéorie gène pour gène

R/R or R/s s/s

AVR

vir

Plante

Agent Pathogène

Introduction

Silué et al, 1992, Phytopathology

Les interactions plantes / agents pathogènes

Gènes de Résistance des plantes

LRR : Leucine Rich RepeatNBS : Nucleotide Binding Site

Interaction avec ACE1 originale ?

Les interactions plantes / agents pathogènes

InconnueFonction

OuiSécrétée

Petite(<400 aa)Taille

Protéinesd'avirulencefongiques 

Enzymesynthèse

Métabolite2aire

Non

Grande(>4 000 aa)

ACE1

Magnaporthe oryzae

Böhnert et al. 2004 Plant Cell ; Fudal et al. 2007 Euk. Cell

Gènes d’avirulence fongiques

Hypothèse

Böhnert et al. Plant Cell 2004

O OOH

Metabolite 2aire

ACE1

Fudal et al Eukaryotic Cell 2007

Pi33 Reconnaissance

Signalisation

Défense

L’interaction ACE1-Pi33

ACE1 cloné (MH Lebrun):

- Études fonctionnelles avancées

- Production du métabolite 2aire en cours

Gène de résistance du riz correspondant à ACE1 est connu : Pi33

Clonage positionnel de Pi33

Etude moléculaire de l’interaction

Guy112/0/3

2/0/3::ACE1Guy11ΔACE1

Prédiction des gènes de résistance dans la zone chez Nipponbare (S)

LRR Kinases

NBS-LRR

Cartographie génétique et physique de Pi33

Clones BAC d’IR64 (R)

21 gènes prédits dont 9 ressemblent à des gènes de résistances,

2 de ces gènes seraient de meilleurs candidats (fct, expression, polymorphisme).

Zone de 33B02 et 44H23 analysée en priorité

NB11NB10

Variété IR64 (R)Carte

génétique

Carte physique

Nipponbare

Carte physique

IR64

Nuc 4321Nip NB11

Nip NB10

AP004565

Rtp

Nipponbare (Sensible)

3 kb HPNuc NucHP

CACTA

4321

64 NB11 4.564 NB11 3.564 NB11 X

64 NB10 2

33B02

44H23

64 NB11 tps

CACTA Tg1

64 NB10 1

31M18

IR64 (Résistant)

Financements : AIP séquençage INRA + CIRAD Séquençage « shotgun » des clones 33B02 et 44H23

Séquençage de 2 clones BACS

NBS-LRR

Transposons

Autres

HP

Nuc

43b21b

93 NB11 93 NB11 tps

CACTA Tg1

93 NB10

9311 (Sensible)

32b1RtpRtp

93 NB11b

Ctg 1 Ctg 2 Ctg 3

Financement : AIP séquençage INRA + CIRAD Séquençage shotgun des clones 33B02 et 44H23

Séquençage de 2 clones BACS

3 kb HPNuc NucHP

CACTA

4321

64 NB11 4.564 NB11 3.564 NB11 X

64 NB10 2

33B02

44H23

64 NB11 tps

CACTA Tg1

64 NB10 1

31M18

IR64 (Résistant)

NBS-LRR

Transposons

Autres

Conséquences pour le clonage de Pi33

Organisation en cluster des NBS-LRR,

nb de copies variable en fct variétés de riz

Chez IR64 (R), au moins 5 candidats de type NBS-LRR,

Homologies de séquence importantes entre ces gènes (paralogues).

Clones BAC d’IR64 (R)

Compléter le séquençage du locus

Perspectives

- Stratégie avec a priori (gène candidat) :

1) Identifier Pi33 grâce à des mutantsRechercher des mutants sensibles

Identifier le gène muté parmi les gènes candidats (Tilling)

2) Identifier Pi33 par complémentation des candidatsAmplifier les candidats (PCR long-range)Complémenter

Identifier et cloner le gène de résistance Pi33

Séquençage de 3 clones BAC d’IR64

- Stratégie sans a priori :

Sous cloner des clones BAC et complémenter

priorité : clones 33B02 et 44H23 en cours

en cours

en cours

en coursCNS

Merci de votre attention