Caractérisation fonctionnelle et valorisation de peptides de défense multifonctionnels chez les arbres de la famille des Salicacées - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2023

Functional characterization and valorization of multifunctional defense peptides in trees of the Salicaceae family

Caractérisation fonctionnelle et valorisation de peptides de défense multifonctionnels chez les arbres de la famille des Salicacées

Julie Lintz
  • Function : Author
  • PersonId : 1217313

Abstract

Plants have an immune system able to stop the progress of pathogens and prevent the development of disease. This immune system uses defense peptides that can have two distinct functions: antimicrobial or elicitor. Rust Induced Secreted Peptide from Populus trichocarpa (PtRISP1) is a peptide from poplar that exhibits both antimicrobial activity against fungi of the order Pucciniales and elicitor activity in poplar. The objectives of the thesis were to characterize the antifungal and elicitor mode of action of PtRISP1 and its homologues, and to initiate steps to valorize these peptides as anti-pucciniales compounds. This thesis comprises five chapters: an introduction, three results chapters and a discussion chapter. The Chapter I presents a synthesis of the literature on plant immunity, defense peptides, Salicaceae, Pucciniales and the PtRISP1 peptide. Chapter II presents results concerning the elicitor activity of RISP peptides. In particular, it shows that within the poplar and willow genomes, RISP genes are systematically clustered with genes encoding Leucine Rich Repeat Receptor Proteins (LRR-RP), which we have called RISP-Associated LRR-RPs (RALRs), and that RALRs recognize RISP peptides to induce immune signaling. The Chapter III presents the results concerning the antimicrobial activity of PtRISP1. In particular, it shows that PtRISP1 targets the apical tips of Melampsora larici-populina urediniospores via charged protein regions, has specific activity towards Pucciniales, and attaches to leaf surfaces. The Chapter IV presents a preliminary analysis of the RISP family, showing that divergent family members exhibit anti-Pucciniales activities and biophysical properties similar to PtRISP1. Finally, the Chapter V discusses the results of the thesis, placing them in a more wider context and putting the valorization of plant peptides in agriculture into perspective. In conclusion, this thesis work has demonstrated that RISP peptides are phytocytokines recognized by specific immune receptors, have a specific antimicrobial activity towards Pucciniales, and have co-evolved with their receptors in trees of the Salicaceae family.
Les plantes possèdent un système immunitaire capable de stopper la progression des agents pathogènes et de prévenir l'apparition des maladies. Ce système immunitaire utilise des peptides de défense pouvant avoir deux fonctions distinctes: antimicrobiennes ou élicitrices. Rust Induced Secreted Peptide from Populus trichocarpa (PtRISP1) est un peptide du peuplier qui présente à la fois une activité antimicrobienne envers les champignons de l'ordre des Pucciniales et une activité élicitrice des réponses immunitaires chez le peuplier. Les objectifs de la thèse étaient de caractériser le mode d'action antifongique et éliciteur de PtRISP1 et de ses homologues et d'entreprendre des démarches de valorisation de ces peptides comme composés anti-pucciniales. Cette thèse comporte cinq chapitres : un chapitre d'introduction, trois chapitres de résultats, et un chapitre de discussion. Le Chapitre I présente une synthèse bibliographique portant sur l'immunité des plantes, les peptides de défense, les Salicacées, les Pucciniales, et le peptide PtRISP1. Le Chapitre II présente des résultats concernant l'activité élicitrice des peptides RISP. Il montre notamment qu'au sein des génomes des peupliers et des saules, les gènes RISP sont systématiquement regroupés avec des gènes codant pour des récepteurs membranaires de type Leucine Rich Repeat Receptor Proteins (LRR-RP), que nous avons appelés RISP-Associated LRR-RPs (RALR), et que les RALR reconnaissent les peptides RISP pour induire la signalisation immunitaire. Le Chapitre III présente des résultats concernant l'activité antimicrobienne de PtRISP1. Il montre notamment que PtRISP1 cible les extrémités apicales des urédospores de Melampsora larici-populina via des régions protéiques chargées, a une activité spécifique envers les Pucciniales, et s'attache à la surface des feuilles. Le Chapitre IV présente une analyse préliminaire de la famille RISP, qui montre que des membres divergents de la famille présentent des activités anti-Pucciniales et des propriétés biophysiques similaires à PtRISP1. Enfin, le Chapitre V discute les résultats de la thèse en les replaçant dans un contexte plus large et met en perspective la valorisation des peptides végétaux en agriculture. Pour conclure, ces travaux de thèse ont mis en évidence que les peptides RISP sont des phytocytokines reconnues par des récepteurs immunitaires spécifiques, possèdent une activité antimicrobienne spécifique envers les Pucciniales, et ont évolué conjointement avec leurs récepteurs chez les arbres de la famille des Salicacées.
No file

Dates and versions

tel-04602291 , version 1 (05-06-2024)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04602291 , version 1

Cite

Julie Lintz. Caractérisation fonctionnelle et valorisation de peptides de défense multifonctionnels chez les arbres de la famille des Salicacées. Biologie végétale. Université de Lorraine, 2023. Français. ⟨NNT : 2023LORR0151⟩. ⟨tel-04602291⟩
0 View
0 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More