Les approches de type -omiques (e.g. génomique, transcriptomique, protéomique) permettent de générer une grande quantité de données relatives à l'organisme étudié, soumis (ou non) à un ou plusieurs stress biotiques ou abiotiques. Les données obtenues constituent une base solide pour des études plus fines telles que des études fonctionnelles in vitro et/ou in planta des déterminants moléculaires (gènes, protéines, métabolites) impliqués dans la résistance/tolérance au stress considéré. Les études in vitro impliquent, entre autres, une analyse préliminaire par bio-informatique des gènes candidats et/ou de leurs familles géniques, des études d’expression de ces gènes, ainsi que la production de protéines d'intérêt (ex. protéines antifongiques) et leur analyse au niveau biochimique, fonctionnel et structural. D'autre part, les études in planta (e.g. transformation génétique, édition du génome) peuvent être développées chez la plante d’intérêt (agrumes) ou chez des plantes modèles adaptées au stress étudié (e.g. tabac/stress hydrique). Ainsi, des travaux de transcriptomiques de clones de Citrus limonia greffés avec des greffons de Citrus sinensis, soumises à différentes conditions de stress hydrique (Allario et al., 2013) ont permis d’identifier des gènes potentiellement impliqués dans la résistance au stress comme le gène de l’oxalate oxydase (AOX) ou le gène HVA (Castro et al., 2017 ; Ferreira et al., 2019). Des études fonctionnelles développées en partenariat avec l’UESC (Brésil) ont permis de montrer que chez C. clementina et de C. sinensis, la famille HVA contient 6 gènes dont l’expression peut être régulée par plusieurs facteurs internes et externes via différents possibles niveaux de régulation tels que l'épissage alternatif et les modifications post-traductionnelles. D’autre part, des lignées de tabac transgéniques CcHVA22d ont montré un taux de déshydratation plus faible associé à une accumulation plus faible de H₂O₂ que les plantes WT (Illustration ci-contre), ce qui suggère que CcHVA22d confère à la plante une plus grande tolérance à la sécheresse et une réduction du stress oxydatif (Ferreira et al., 2019). D’autre part, des approches de génétique et de protéomique (Cuenca et al., 2013 ; Cuenca et al., 2016 ; Doria et al., 2019) développées en partenariat avec l’IVIA (Espagne), l’UESC (Brésil) et l’Instituto Agronômico de Campinas (IAC, Brésil) ont permis l’identification de gènes candidats associés à la sensibilité des plantes à Alternaria alternata, agent pathogène de la maladie des taches brunes (Alternaria brown spot) chez la mandarine. Plusieurs de ces gènes sont actuellement en cours d’analyse via Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 (CRISPR-Cas9). Finalement, le développement d’outils bio-informatiques capables d’analyser et d’extraire des informations à partir de données -omiques, comme c’est le cas do RRGPredictor (Silva and Micheli, 2021), est une étape importante pour l’identification de gènes candidats associés à la résistance aux maladies qu’elles soient fongiques ou bactériennes.

Références citées

Allario T., Brumos J., Colmenero-Flores J.M., Iglesias D.J., Pina J.A., Navarro L., Talon M., Ollitrault P., Morillon R. (2013) Tetraploid Rangpur lime rootstock increases drought tolerance via enhanced constitutive root abscisic acid production. Plant Cell Environ. 36: 856-68.

Castro J.A., Ferreira M.D.G., Silva R.J.S., Silva B.A., Micheli F. Alternative oxidase (AOX) constitutes a small family of proteins in Citrus clementina and Citrus sinensis L. Osb.  2017. PloS One, 12 (5):e0176878, 17 p. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176878

Cuenca J., Aleza P., Garcia-Lor A., Ollitrault P., Navarro L. (2016) Fine mapping for identification of citrus alternaria brown spot candidate resistance genes and development of new SNP markers for marker-assisted selection. Frontiers in Plant Science, 7 (1948), 13p.

Cuenca J., Aleza P., Vicent A., Brunel D., Ollitrault P., Navarro L. (2013) Genetically based location from triploid populations and gene ontology of a 3.3-mb genome region linked to Alternaria brown spot resistance in citrus reveal clusters of resistance genes. PLoS One 8: e76755

Dória M.S., Guedes M.S., Silva E.M.A., De Oliveira T.M., Pirovani C.P., Kupper K.C., Bastianel M., Micheli F. (2019) Comparative proteomics of two citrus varieties in response to infection by the fungus Alternaria alternata.  International Journal of Biological Macromolecules, 136 : 410-423. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.069

Ferreira M.D.G., Castro J.A., Silva R.J.S., Fabienne M. (2019) HVA22 from citrus: A small gene family whose some members are involved in plant response to abiotic stress. Plant Physiology and Biochemistry, 142: 395-404. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.08.003

Silva R.J.S., Micheli F. (2021) RRGPredictor a text-mining-based tool for predicting pathogen-associated molecular pattern receptors (PRRs) and Resistance (R) proteins. Genomics, 112: 2666-2676 2020