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Issue Agronomie
Volume 13, Number 6, 1993
Page(s) 527 - 536
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:19930610

Agronomie 13 (1993) 527-536
DOI: 10.1051/agro:19930610

Accumulation de la protéine soluble (PR 1a) dans les interactions Nicotiana tabacuml Phytophthora ssp

N. Maïa and L. Cardin

INRA, station de Botanique et de Pathologie végétale, villa Thuret, BP 2078, F06606 Antibes cedex, France

Résumé - Le but de ce travail était de comparer les cinétiques d'accumulation de PR 1 a, dans les différents niveaux d'interactions entre 4 génotypes de Nicotiana tabacum et 5 isolats de Phytophthora sp. Nous avons dans un premier temps vérifié sur gel de polyacrylamide que la protéine PR1a était majoritaire parmi les protéines de type PR dans les 4 génotypes. La quantification de la protéine PR 1a a été réalisée par la méthode immunoenzymatique DAS-Elisa, à partir d'extraits séparés des 2 feuilles situées immédiatement après le point d'inoculation de la tige. Les isolats de Phytophthora parasitica var nicotianae (NIC 181, NIC 183, NIC 310) agent du black shank sont seuls compatibles avec le N tabacum. Une incompatibilité spécifique s'établit entre les variétés possédant le gène R1 (lignée d'Helgeson 46-8) et la race physiologique commune r0 du champignon parasite. Cette résistance est surmontée par l'isolat de race r1 (NIC 181). Certaines variétés, comme Escambray, possèdent une tolérance ou résistance non spécifique aux isolats de race 0 et 1. Les variétés Xanthi nc et la lignée 49-10 d'Helgeson sont sensibles aux 2 races. Enfin l'incompatibilité générale (résistance «plante non hôte») peut être observée entre ces 4 génotypes et les 2 espèces étudiées de Phytophthora : P cryptogea (CRY 52) et P parasitica sensu lato (PAR 44) productrices d'élicitine (E+). Les 4 variétés ou lignées étudiées renfermaient avant décapitation de la tige et inoculation des quantités variables de PR 1a (0,03 μg/gMF à 6,6 μg/gMF), celles-ci non corrélées à la résistance générale. La réaction de résistance de la lignée 46-8 (R1) à la race physiologique r0, n'a pas été marquée par une accumulation de PR 1a. Dans les interactions compatibles, le flétrissement du limbe foliaire, envahi par le parasite, s'accompagne dans tous les cas d'une accumulation importante de PR 1a (pouvant atteindre plus de 700 μg/gMF pour Escambray à J7). En ce qui concerne les interactions incompatibles de type plante «non hôte», l'interprétation des cinétiques observées est plus complexe. Une induction précoce de PR 1a à J1 pourrait être liée à l'action des éliciteurs produits par les espèces P cryptogea et P parasitica ; l'accumulation plus tardive est beaucoup plus élevée entre J4 et J7 serait la conséquence indirecte des nécroses induites par la seule souche nécrosante P cryptogea. Chez Xanthi nc, elle n'a pas été observée dans les interactions avec P parasitica sensu lato qui n'a pas provoqué de nécrose à distance. Toute réaction nécrotique à distance ou envahissement des limbes s'accompagne d'une accumulation de PR 1 a, mais nous n'avons pu mettre en évidence de relation directe entre la résistance et la synthèse de PR 1a.


Abstract - Accumulation of pathogenesis-related protein (PR 1a) in Nicotiana tabacum/Phytophthora interactions. The aim of this study was to compare the kinetics of PR 1a accumulation in different types of interaction between 4 genotypes of N tabacum and 5 isolates of Phytophthora ssp. It was first shown by PAGE that PR 1a was predominantly induced in the 4 genotypes. The quantification of PR 1a induced in the 2 leaves under the inoculation point was performed by an immunoenzymatic technique (DAS-ELISA). P parasitica var nicotianae (NIC) isolates are the only ones compatible with N tabacum. Specific incompatibility (vertical resistance) controlled by the gene R1 occurs between 46-8 Helgeson's line and isolates NIC 183, NIC 310 race r0, whereas isolate NIC 181 race r1 overcomes it. The variety Xanthi nc and Hegelson's line 49-10 are susceptible to both races. General incompatibility (non-host resistance) is observed between all N tabacum genotypes and isolates of Phytophthora ssp other than P parasitica var nicotianae, for instance P cryptogea (CRY 52) and P parasitica sensu lato (PAR 44). It has been demonstrated that incompatible species are more or less able to induce foliar necrosis without colonization and that their culture filtrates contain a protein elicitor (elicitin) identified respectively as cryptogein and parasiticein. Healthy plants of the 4 genotypes contain different amounts of PR 1a, ranging from 0.03 μg/gFW in Xanthi nc to 6.6 μg/gFW in Escambray. However, this level of PR 1a is not correlated with varietal resistance, either specific or nonspecific. The resistance process in the specifically incompatible interaction 46-8 (R1)/NIC 183 race r0 is not associated with a noticeable increase of PR 1a in the leaves (table IV). In the compatible interactions, petiole colonization and foliar wilt are followed by a high level of PR la accumulation in Escambray reaching > 700 μg/gFW (table III). In the incompatible interactions, interpretation of the accumulation kinetics is more complex: early induction on the first day after inoculation could be directly stimulated by elicitins. This response depends on the varietal genotype: only Xanthi nc responds to parasiticein. Afterwards, a higher amount of PR la found on the fourth and seventh days in 46-8 and 49-10 lines inoculated with CRY 52 could be directly related to foliar necrosis; this peak is apparently absent in the same genotypes inoculated by the non-necrotic isolate PAR 44. In conclusion, from our results it seems that all necrotic reactions induced by incompatible Phytophthora species or foliar invasion by compatible strain release a large amount of PR 1a. On the other hand, no direct relation between any resistance state and PR 1a accumulation has been clearly established.


Key words: Nicotiana tabacum = tobacco / Phytophthora / PR 1a / Elisa

Mots clés : Nicotiana tabacum = tabac / Phytophthora / PR 1a / Elisa