Paris, le 31 janvier 2002

Un projet mené en collaboration entre équipes¹ du CNRS et de l’INRA à Toulouse, et du Centre national de séquençage Genoscope d’Evry a abouti au séquençage et l’analyse du génome de la bactérie Ralstonia solanacearum. Présente dans de très nombreux sols de zones tropicales et subtropicales, cette bactérie est responsable de maladies importantes qui limitent fortement la production de nombreuses plantes vivrières (pomme de terre, tomate, aubergine, bananier…). Bien qu’elle soit l’objet de mesures sanitaires visant à empêcher son entrée dans l’Union Européenne, elle a récemment été introduite accidentellement, probablement à partir de pommes de terre d’origine étrangère contaminées. Elle constitue donc une menace potentielle pour les cultures de tomates et de pomme de terre et pose de graves problèmes économiques et sanitaires pour la production et l’exportation  de plants.

Par ailleurs, R. solanacearum a été choisie par plusieurs équipes internationales comme modèle pour élucider les déterminants moléculaires de la virulence des bactéries vis à vis des plantes. La connaissance du génome de la bactérie a déjà permis d’identifier de nombreux gènes potentiellement impliqués dans le processus infectieux ouvrant ainsi des perpectives pour la conception de nouvelles méthodes de lutte. En outre, l’analyse de la structure de ce génome suggère que cette bactérie présente un fort potentiel évolutif, ce qui pourrait expliquer pourquoi elle est capable d’infecter un très grand nombre de plantes appartenant à des familles botaniques variées.

Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 31 janvier 2002.

Le génome de R. solanacearum est organisé en deux ensembles ou réplicons. Le premier, dénommé chromosome, code l’ensemble des fonctions indispensables au maintien de la vie.

Le second, dénommé mégaplasmide,  est plus spécialisé dans l’adaptation à des niches
écologiques particulières telles que celles que la bactérie rencontre probablement dans les sols. On note toutefois que l’évolution biologique a conduit à une colonisation du mégaplasmide par des gènes d’origine chromosomique.  Les deux  réplicons présentent des caractères structuraux  qui suggèrent  que ce génome est en évolution rapide notamment  par le biais de transferts génétiques horizontaux (c’est-à-dire en provenance d’autres espèces ) conférant des propriétés biologiques complémentaires à la bactérie.

L’analyse du génome a permis l’identification de plus de deux cents nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la virulence. Une grande partie de ces gènes est située dans des portions du génome qui ont probablement été acquises par transfert génétique en provenance d’autres espèces de bactéries. Des travaux antérieurs, menés dans le laboratoire INRA-CNRS de Toulouse porteur du projet, ont démontré le rôle majeur d’un système de sécrétion de protéines, dit de type III, dans le déterminisme du pouvoir pathogène. Ce système, conservé chez certaines bactéries pathogènes de l’homme, permet l’injection de protéines bactériennes dans la cellule hôte. Les protéines ainsi injectées agissent alors pour réorienter le métabolisme de la cellule hôte dans un sens favorable au développement bactérien. L’analyse du génome a permis d’identifier plus de 50 gènes codant pour des protéines pouvant être injectées par le système de type III, faisant de R. solanacearum  l’organisme chez lequel le plus grand nombre de protéines de ce type ont été identifiées. L’identification de ces protéines qui sont les responsables directs de la virulence ouvre la voie à la recherche de leurs cibles moléculaires respectives dans la plante et donc à la conception  de nouvelles stratégies de lutte contre les agents phytopathogènes.

(1) Laboratoire de Biologie Moléculaire des Interactions Plantes-Microorganismes INRA-CNRS, BP27, 31326 Castanet-Tolosan Cedex
Laboratoire de Biométrie et Intelligence Artificielle INRA, BP27, F31326 Castanet-Tolosan Cedex
Laboratoire de Génétique cellulaire INRA, BP27, 31326 Castanet-Tolosan Cedex
Genoscope and CNRS UMR-8030, 2 rue Gaston Crémieux, CP5706, 91057 Evry Cedex