Erwinia Chrysanthemi (Dickeya dadantii)


Erwinia Chrysanthemi (Dickeya dadantii)

Erwinia chrysanthemi

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Erwinia Chrysanthemi
Classification classique
Règne Bacteria
Embranchement Proteobacteria
Classe Gamma Proteobacteria
Ordre Enterobacteriales
Famille Enterobacteriaceae
Genre Erwinia
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Sommaire

Description

Erwinia chrysanthemi, ou Dickeya dadantii (dénomination plus récente), est une bactérie à Gram négatif. Ce phytopathogène provoque la maladie de la pourriture molle (soft rot en anglais) à savoir une macération des tissus.

Maladie de la pourriture molle et spécificité d’Erwinia chrysanthemi

La maladie de la pourriture molle touche de nombreuses cultures des régions tempérées et tropicales. De plus, le spectre d'hôte d'Erwinia chrysanthemi est large ce qui conduit à de nombreux dégâts. Les plantes touchées sont le tubercule de pomme de terre, la betterave, l'endive, la tomate, etc. La période d'incubation est assez longue. Elle peut durer plusieurs mois et est asymptomatique.

La pathogénicité d'Erwinia est étudiée depuis plus de quatre-vingt ans. De réelles avancées dans la compréhension de la maladie ont été réalisées ces vingt dernières années grâce notamment à des approches moléculaires. Ainsi, il a été découvert que la bactérie injectait des protéines dans la plante afin de déclencher la maladie.

Conditions d'évolution de la maladie

Différents paramètres favorisent la maladie. Tout d'abord, l'eau est un élément indispensable pour un développement optimal de la maladie. Ensuite, une concentration en oxygène limitée semble également nécessaire. Enfin, la température est un facteur important. Il a été démontré que la variation de la température avait des répercussions sur la production d'enzyme de dégradation de la paroi cellulaire. De plus, la température de 20°C est une température seuil en deçà de laquelle on n'observe plus de pathogénicité.

Sécrétion d'enzymes

La pathogénicité de la bactérie repose sur la sécrétion d'exoenzymes qui permettent la libération de nutriments nécessaire à la croissance. Ces enzymes sont :

  • des cellulases avec une activité endoglucanase qui dégradent la cellulose de la paroi végétale. Cela permet la libération de sucres nécessaires à la croissance. Cependant l'activité cellulase semble jouer un rôle mineur dans la pathogénicité.
  • des pectinases qui sont les enzymes majeures du développement de la maladie. Ces pectinases forment une grande famille d'isoenzyme codée par des gènes indépendants. La composition en pectinases dépend du milieu où se développe la bactérie. Les substrats sont aussi variés qu'il existe d'isoenzymes.

Ces enzymes sont sécrétés par différents systèmes et notamment par le système de sécrétion de type II. Ce système de sécrétion permet de traverser le périplasme et les 2 membranes.

Régulation fine de la virulence

La virulence d'Erwinia chrysanthemi est régulée très finement. De nombreuses études ont montré que la bactérie perçoit avant et pendant l'infection son environnement. Cette régulation repose sur plusieurs facteurs comme la concentration en oxygène, la température, l'osmolarité, la biodisponibilité en fer. Mais la régulation ne repose pas uniquement sur la perception de facteurs physico-chimiques. La densité cellulaire joue également un rôle : un système de capteur de quorum homologue à celui de Vibrio existe.

La réponse de la plante

Pour se défendre, la plante utilise des processus de défense classiques. Elle peut créer un stress oxydant par exemple. Certaines plantes sont également capable de produire des peptides antimicrobiens ce qui montre l'existence de gènes de résistance.

Bilan

La virulence d'Erwinia chrysanthemi ne repose qu'en partie sur la sécrétion d'enzymes. La bactérie met en route en parallèle des systèmes de captures du fer, des systèmes de défenses contre le stress oxydant et contre les peptides antimicrobiens de la plante, la motilité. L'ensemble de ces facteurs permettent le développement de la maladie de la pourriture molle.

Osmoregulated periplasmic glucans (OPG)

Les Osmoregulated periplasmic glucans (OPG) sont des oligosaccharides de taille intermédiaire. Leur squelette est uniquement constitué de molécules de glucose. Selon les espèces, ils seront linéaires ou cycliques, avec ou non des substitutions. On les retrouve chez Erwinia, Escherichia,... Erwinia chrysanthemi possède des OPG linéaires branché β-1,2 ou β-1,6 pour les branches avec un seul glucose.

De nombreuses études ont montré qu'il était nécessaire à la bactérie de synthétiser des OPG pour être virulente. De plus, il semblerait que ces OPG soient en interaction avec des systèmes à deux composants comme Rcs. Or les systèmes à deux composants sont de complexes systèmes de régulation de nombreux gènes.

Génome d’Erwinia chrysanthemi

Le génome d'Erwinia chrysanthemi a été entièrement séquencé et est actuellement en cours d'annotation. Il devrait être publié dans les mois à venir.

Sources bibliographiques et articles de référence

  • Toth & Al. (2003), Soft rot erwiniae : from genes to genomes, Molecular Plant Pathology 4(1), 17-30.
  • Herron & Al. (2000), Structure and function of pectic enzymes : Virulence factors of plant pathogens, PNAS 97(16), 8762-8769.
  • Page & Al. (2001), Osmoregulated Periplasmic Glucan Synthesis Is Required for Erwinia chrysanthemi Pathogenicity, Journal of Bacteriology 183(10), 3134-3141.
  • Bohin (2000), Osmoregulated periplasmic glucans in Proteobacteria, FEMS 186, 11-19.
  • Bouchart & Al.(2007), Proteomic analysis of a non-virulent mutant of the phytopathogenic bacterium Erwinia Chrysanthemi deficient in osmoregulated periplasmic glucans : change in protein expression is not restricted to the envelope, but affects general metabolism, Microbiology 153, 760-767.
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