Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli

Une bactérie pathogène du haricot

Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli et son variant fuscans (aussi dénommé X. fuscans subsp. fuscans) sont les agents de la graisse commune du haricot. Cette maladie est largement répandue dans le monde. Les dégâts occasionnés dans les cultures de haricot sont tels qu’ils ont justifié le classement en quarantaine de ces agents pathogènes dans les zones encore indemnes de cette maladie. Les méthodes de lutte sont exclusivement prophylactiques et leur efficacité est encore limitée. Le développement de méthodes de lutte innovantes repose sur une meilleure connaissance des déterminants moléculaires de la colonisation, du processus infectieux et de la transmission par les semences.

Quel est cet agent pathogène ?

Les γ-protéobactéries du genre Xanthomonas sont mobiles grâce à un flagelle polaire et produisent d’abondants exo-polysaccharides dont le principal est le xanthane. Elles ont la particularité de produire un pigment jaune, la xanthomonadine. Ces bactéries sont responsables de maladies sur de très nombreuses espèces végétales. Cependant chaque souche n’attaque qu’un nombre limité de plantes hôtes. Les souches d’une même espèce produisant la même symptomatologie sur une même gamme d’hôtes sont regroupées dans un même pathovar.

Le pathovar phaseoli est subdivisé en quatre lignées génétiques dont une correspond à toutes les souches produisant un pigment brun diffusible (fuscans). Les souches fuscans sont généralement plus agressives sur haricot que les souches non fuscans et ont été isolées à l’origine en Europe.

Que sait-on de la colonisation du haricot par X. axonopodis pv. phaseoli ?

La semence contaminée est la principale source d’inoculum de X. axonopodis pv. phaseoli dans les pays tempérés. À partir d’une semence contaminée (foyer primaire), la bactérie peut coloniser la plantule de manière endophyte et épiphyte. X. axonopodis pv. phaseoli est particulièrement bien adaptée à la survie épiphyte dans la phyllosphère car elle est capable de s’agréger en biofilm ce qui la protège des stress environnementaux. Elle occasionne des symptômes quand les conditions environnementales sont favorables (forte humidité relative et température élevée) et que ses tailles de population sont suffisantes (10⁶ ufc/g de poids frais). Elle se disperse au niveau de la parcelle de manière aérienne et se transmet aux semences qu’il y ait ou non présence de symptômes. La colonisation de la plante hôte en l’absence de symptôme nécessite la présence d’un système de sécrétion de type 3 (SST3) fonctionnel, contrairement à la survie épiphyte. Ce SST3 fonctionnel est nécessaire pour la colonisation endophyte de l’hôte et la transmission aux semences par voie vasculaire. Il intervient, partiellement, dans la transmission aux semences par la voie florale.

Pourquoi séquencer la souche CFBP4834-R de X. axonopodis pv. phaseoli ?

Le séquençage du génome d’une souche du pathovar phaseoli est particulièrement intéressant car il permettra de progresser dans la compréhension des spécificités écologiques et épidémiologiques de cette bactérie dont la transmission par les semences. Sur cet hôte à cycle court, nous avons élaboré de nombreux biotests permettant de décortiquer les mécanismes de colonisation de la phyllosphère et de transmission à et par les semences de ce pathogène.

La souche CFBP4834-R est la souche modèle de l’équipe pour laquelle nous possédons des données d’épidémiologie, de colonisation et de transmission par les semences. Cette souche est un mutant spontané résistant à la rifamycine d’une souche sauvage isolée en Anjou et est particulièrement agressive sur haricot. Cette souche peut être manipulée génétiquement et des mutants dans de nombreux gènes candidats ont déjà été construits par mutagenèse dirigée. Il s’agit de mutants dans des gènes dont des homologues sont présents dans des bactéries proches dont le génome est déjà séquencé (X. axonopodis pv. citri, pv. vesicatoria, X. campestris pv. campestris, X. oryzae pv. oryzae). La connaissance du génome de X. axonopodis pv. phaseoli permettra de réaliser des études de génomique fonctionnelle. Une approche ciblée permettra d‘étudier le rôle de gènes candidats potentiellement importants pour la colonisation de la plante hôte (effecteurs du SST3, senseurs, adhésines,…) qui lui sont spécifiques. Une approche transcriptomique permettra de mettre en évidence les gènes impliqués dans les spécificités de cette bactérie au niveau du cycle biologique, de ses capacités épiphytes et de la transmission par la semence. La génomique comparative permettra d‘identifier des gènes potentiellement impliqués dans la spécificité d’hôte par comparaison avec des pathovars proches de X. axonopodis (citri et vesicatoria) et avec d’autres pathogènes du haricot (Pseudomonas syringae pv. phaseolicola et P. syringae pv. syringae). Il sera également possible de réaliser des phylogénies in silico et de rechercher de marqueurs spécifiques d’espèce et de pathovar.

Pour en savoir plus

Alavi, S. M., Poussier, S. and Manceau, C. 2007. Characterization of ISXax1, a novel insertion sequence restricted to Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (variants fuscans and non-fuscans) and Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria. Appl. Environ. Microbiol. 73, 1678-1682.

Alavi, S. M., Sanjari, S., Durand, F., Brin, C., Manceau, C. and Poussier, S. 2008. Assessment of the genetic diversity of Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli and Xanthomonas fuscans subsp. fuscans as a basis to identify putative pathogenicity genes and a Type III Secretion System of the SPI-1 family by multiple suppression subtractive hybridizations. Appl. Envir. Microbiol. 74, 3295-3301.

Darrasse, A., Bureau, C., Samson, R., Morris, C. E. and Jacques, M. A. 2007. Contamination of bean seeds by Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli associated with low bacterial densities in the phyllosphere under field and greenhouse conditions. Eur. J. Plant Pathol. 119, 203-215.

Darsonval, A., Darrasse, A., Durand, K., Bureau, C., Cesbron, S., and Jacques, M.-A. 2009. Adhesion and fitness in the bean phyllosphere and transmission to seed of Xanthomonas fuscans subsp. fuscans. Mol. Plant Microbe Interact. 22, 747-757.

Darsonval, A., Darrasse, A., Meyer, D., Demarty, M., Durand, K., Bureau, C., Manceau, C. and Jacques M.-A. 2008. Type III secretion system of Xanthomonas fuscans subsp. fuscans is involved in phyllosphere colonization process and in transmission to seeds of susceptible bean. Appl. Environ. Microbiol. 74, 2669-2678.

Jacques, M. A., Josi, K., Samson, R. and Darrasse, A. 2005. Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli is aggregated in stable biofilm population sizes in the phyllosphere of field-grown beans allowing resistance to hydric stress. Appl. Environ. Microbiol. 71, 2008-2015.