Soil microbiota influences clubroot disease by modulating Plasmodiophora brassicae and Brassica napus transcriptomes

Autor: Lionel Lebreton, Kévin Gazengel, Christophe Mougel, Alain Sarniguet, Anne-Yvonne Guillerm-Erckelboudt, Juliette Linglin, Arnaud Belcour, Stéphanie Daval, Maria J. Manzanares-Dauleux
Přispěvatelé: Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université d'Angers (UA)-AGROCAMPUS OUEST, Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université d'Angers (UA)-AGROCAMPUS OUEST-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AGROCAMPUS OUEST, Université de Rennes, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université d'Angers (UA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plant Health and Environment division and the Plant Biology and Breeding division of the French National Research Institute for Agriculture, Food and the Environment (INRAE)., Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
0106 biological sciences
[SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences
bactérie pathogène du sol
plasmodiophora brassicae
Brassica
Plasmodiophorida
Applied Microbiology and Biotechnology
Biochemistry
01 natural sciences
Soil
association mycorhizienne
Genotype
Plant-Microbe interactions
interaction microorganisme sol
Pathogen
Research Articles
2. Zero hunger
Genetics
0303 health sciences
Rhizosphere
Vegetal Biology
système racinaire
Effector
Microbiota
Microbiology and Parasitology
food and beverages
NUDIX effector
Microbiologie et Parasitologie
Plant disease
Agricultural sciences
[SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology
Pathobiome
Biotechnology
Research Article
Microbiome
Dual-RNAseq
Phytopathology and phytopharmacy
lcsh:Biotechnology
Bioengineering
Biology
complex mixtures
brassica napus
Clubroot
[SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics
03 medical and health sciences
lcsh:TP248.13-248.65
protection des plantes
medicine
[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
Plant Diseases
030304 developmental biology
030306 microbiology
Host (biology)
fungi
medicine.disease
biology.organism_classification
Phytopathologie et phytopharmacie
maladie des plantes
[SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy
Microbial population biology
Transcriptome
Biologie végétale
Sciences agricoles
010606 plant biology & botany
Zdroj: BioRxiv
BioRxiv, 2020
Microbial Biotechnology
Microbial Biotechnology, 2020, 13 (5), pp.1648-1672. ⟨10.1111/1751-7915.13634⟩
BioRxiv, preprint. (2020)
Microbial Biotechnology, Vol 13, Iss 5, Pp 1648-1672 (2020)
Microbial Biotechnology, Wiley, 2020, 13 (5), pp.1648-1672. ⟨10.1111/1751-7915.13634⟩
ISSN: 1751-7915
Popis: The objective was to further the understanding of the complex interaction between the soil microbiota, a plant pathogen and the host plant. The effect of different soil microbial diversities on the level of disease and on the transcriptomes of the interacting pathogen and host plant was studied.
Summary The contribution of surrounding plant microbiota to disease development has led to the ‘pathobiome’ concept, which represents the interaction between the pathogen, the host plant and the associated biotic microbial community, resulting or not in plant disease. The aim herein is to understand how the soil microbial environment may influence the functions of a pathogen and its pathogenesis, and the molecular response of the plant to the infection, with a dual‐RNAseq transcriptomics approach. We address this question using Brassica napus and Plasmodiophora brassicae, the pathogen responsible for clubroot. A time‐course experiment was conducted to study interactions between P. brassicae, two B. napus genotypes and three soils harbouring high, medium or low microbiota diversities and levels of richness. The soil microbial diversity levels had an impact on disease development (symptom levels and pathogen quantity). The P. brassicae and B. napus transcriptional patterns were modulated by these microbial diversities, these modulations being dependent on the host genotype plant and the kinetic time. The functional analysis of gene expressions allowed the identification of pathogen and plant host functions potentially involved in the change of plant disease level, such as pathogenicity‐related genes (NUDIX effector) in P. brassicae and plant defence‐related genes (glucosinolate metabolism) in B. napus.
Databáze: OpenAIRE
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