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Volume 16, Number 10, 1996
Page(s) 689 - 697
Agronomie 16 (1996) 689-697
DOI: 10.1051/agro:19961014

Induction of new chitinase isoforms in tomato roots during interactions with Glomus mosseae and/or Phytophthora nicotianae var parasitica

MJ Pozoa, E. Dumas-Gaudotb, S. Slezackb, C. Cordierb, A. Asselinc, S. Gianinazzib, V. Gianinazzi-Pearsonb, C. Azcón-Aguilara and JM Bareaa

a  Estaciôn Experimental del Zaidin, CSIC, 18008 Granada, Spain
b  Laboratoire de Phytoparasitologie Inra-CNRS, CMSE, Inra, BV 1540, 21034 Dijon cedex, France
c  Département de Phytologie, FSAA, Université Laval, Quebec, G1K7P4, PQ Canada

Abstract - Chitinase activities were investigated by native and denaturing SDS-PAGE in tomato roots during symbiosis with the arbuscular mycorrhizal (AM) fungus Glomus mosseae, in a pathogenic interaction with Phytophthora nicotianae var parasitica and in pathogen-infected roots pre-inoculated with G mosseae for 2 weeks. Several native acidic chitinase isoforms were found in control roots. One additional isoform was detected in G mosseae-colonized roots, while a different one was found in pathogen-infected roots, as well as stronger expression of constitutive isoforms. All the chitinase isoforms were found in tomato roots pre-inoculated with G mosseae and post-infected with the pathogen. Four basic isoforms were present in all extracts, but they only showed enhanced activities in pathogen-infected roots. Chitinases from AM roots renatured more quickly and easily than those from non-mycorrhizal roots, after denaturing under non-reducing conditions, even when mycorrhizal plants were post-infected with the pathogen.

Résumé - Induction de nouvelles isoformes de chitinase dans les interactions des racines de tomate avec Glomus mosseae et/ou Phytophthora nicotianae var parasitica. Les activités chitinases de racines de tomate en symbiose avec le champignon mycorhizogène Glomus mosseae, dans une interaction pathogène avec Phytophthora nicotianae var parasitica et dans des racines colonisées par G mosseae depuis deux semaines et post-infectées par le pathogène ont été étudiées en gels d'électrophorèse natifs (Page) et dénaturants (SDS-Page). En conditions natives, les racines témoins ont révélé plusieurs isoformes acides de chitinase. Une isoforme additionnelle a été détectée dans les racines colonisées par G mosseae, tandis qu'une isoforme additionnelle différente et une plus forte expression des isoformes constitutives ont été observées dans les racines infectées par le pathogène. Quand les racines étaient mycorhizées puis infectées par le pathogène, l'ensemble des isoformes induites par les deux champignons a été détecté. Sur les quatre isoformes basiques présentes dans tous les extraits, seules les activités des racines infectées par le pathogène étaient stimulées. Après dénaturation en conditions non réductrices, les isoformes de chitinase des racines mycorhizées se sont renaturées plus rapidement et plus facilement que celles des racines non mycorhizées et cela même lorsque les plantes mycorhizées ont été ultérieurement infectées par le pathogène.

Key words: tomato / Glomus mosseae / Phytophthora nicotianae var parasitica / chitinase bioprotection

Mots clés : tomate / Glomus mosseae / Phytophthora nicotianae var parasitica / chitinase bioprotection