Authors: Jolivet, Katell; Grenier, Eric; Bouchet, Jean-Paul; Esquibet, Magali; Kerlan, Marie-Claire; Caromel, Bernard; Mugniéry, Didier; Lefebvre, Véronique

Source: Genome, Volume 50, Number 4, April 2007 , pp. 422-427(6)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Using a complementary (c)DNA-amplified fragment length polymorphism (AFLP) approach, we investigated differential gene expression linked to resistance mechanisms during the incompatible potato - Globodera pallida interaction. Expression was compared between a resistant and a susceptible potato clone, inoculated or not inoculated with G. pallida. These clones were issued from a cross between the resistant Solanum sparsipilum spl329.18 accession and the susceptible dihaploid S. tuberosum Caspar H3, and carried, respectively, resistant and susceptible alleles at the resistance quantitative trait loci (QTLs). Analysis was done on root fragments picked up at 4 time points, during a period of 6days after infection, from penetration of the nematode in the root to degradation of the feeding site in resistant plants. A total of 2560 transcript-derived fragments (TDFs) were analyzed, resulting in the detection of 46 TDFs that were up- or downregulated. The number of TDFs that were up- or downregulated increased with time after inoculation. The majority of TDFs were upregulated at only 1 or 2 time points in response to infection. After isolation and sequencing of the TDFs of interest, a subset of 36 sequences were identified, among which 22 matched plant sequences and 2 matched nematode sequences. Some of the TDFs that matched plant genes showed clear homologies to genes involved in cell-cycle regulation, transcription regulation, resistance downstream signalling pathways, and defense mechanisms. Other sequences with homologies to plant genes of unknown function or without any significant similarity to known proteins were also found. Although not exhaustive, these results represent the most extensive list of genes with altered RNA levels after the incompatible G. pallida-potato interaction that has been published to date. The function of these genes could provide insight into resistance or plant defense mechanisms during incompatible potato-cyst nematode interactions.

Une approche cDNA-AFLP a été utilisée pour rechercher des gènes différentiellement exprimés en lien avec les mécanismes de résistance durant l'interaction incompatible Globodera pallida- pomme de terre. L'expression des gènes a été comparée entre des clones de pomme de terre résistants et sensibles à G. pallida, infectés et non-infectés, issus d'un croisement entre l'accession résistante Solanum sparsipilum spl329.18 et le dihaploïde sensible S. tuberosum Caspar H3. Les clones analysés diffèrent par leurs allèles aux QTL de résistance. L'analyse a été effectuée sur fragments de racines à 4 temps de prélèvements (pénétration, migration du nématode dans la racine, induction du site nourricier, dégradation de celui-ci chez les plantes résistantes) sur une cinétique de 6 jours après infection, du stade pénétration du nématode dans la racine jusqu'à dégradation du site nourricier chez les plantes résistantes. Un total de 2560 TDF («transcript-derived fragments», fragments dérivés de transcrits) a été analysé. Quarante-six TDF sur-exprimés ou sous-exprimés ont été détectés. Le nombre de TDF régulés augmente avec le temps après inoculation. La majorité des TDF sont sur-exprimés à seulement un ou deux temps en réponse à l'infection. Après prélèvement et séquençage de ces TDF d'intérêt, 36 séquences ont été identifiées, parmi lesquelles 22 séquences de plantes et 2 séquences de nématodes. Certains des TDF correspondant à des gènes de plantes présentent une homologie avec des gènes impliqués dans la régulation du cycle cellulaire, de la transcription, la transduction de signaux de résistance et des mécanismes de défense. D'autres séquences sont homologues à des gènes de plantes de fonction inconnue ou ne présentent aucune homologie significative avec des protéines connues. Bien que non exhaustifs, ces résultats représentent la liste la plus importante publiée à ce jour de gènes différentiellement exprimés lors de l'interaction incompatible G. pallida-pomme de terre.

Document Type: Research article

Publication date: 2007-04-01

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