Résumé
Le manioc (Manihot esculenta Crantz) nourrit environ 800 millions de personnes et soutient l'économie des agriculteurs à faible revenu sous les tropiques. Les stress biotiques notamment causés par des virus et bactéries sont responsables d’importantes pertes économiques. Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) est l’agent causal de la bactériose vasculaire du manioc (CBB) qui est une des bactérioses les plus dévastatrices de cette culture. La CBB est une maladie vasculaire et systémique pouvant entrainer de fortes pertes de rendement. Xpm dépend notamment de ses effecteurs de type III pour contourner l'immunité des plantes et coloniser les tissus de l’hôte. Ces effecteurs comprennent les Xanthomonas outer proteins et les Transcription Activator-Like effectors (TALE) qui agissent comme de véritables facteurs de transcription eucaryotes. Une fois injectés dans la cellule cible, les TALE migrent vers le noyau de l'hôte et ciblent des motifs d'ADN spécifiques (effector binding element, EBE) via des motifs répétés situés dans la région centrale de la protéine. Une fois fixé sur le promoteur du gène cible, les TALE interagit avec les facteurs de transcription de l'hôte via sa région C-terminale, recrutant ainsi l'ARN polymérase de type II pour initier la transcription du gène. Les TALE jouent un rôle clé dans la pathogenèse de Xpm, notamment via l'activation transcriptionnelle de gènes de susceptibilité (S) tels que le gène MeSWEET10a qui code pour un transporteur de sucrose. S’il est connu que TAL20Xam668 et TAL14Xam668 et leurs homologues sont des facteurs de virulence majeurs de Xpm car favorisent le le développement de lésions aqueuses et la croissance bactérienne in planta, on connaît mal la diversité des TALE parmi les populations de Xpm, la distribution des TALE de virulence majeurs, et les autres déterminants de la maladie. Dans cette thèse, nous avons traité ces questions selon trois chapitres : i) diversité et fonction des TALEs, ii) gènes S alternatifs, et iiii) développement d’un outil de type CRISPRi pour éteindre l’expression des TALE chez Xanthomonas. L'étude de la diversité et de la fonction des TALEs a révélé 13 nouveaux variants chez Xpm, dont un avec 22 répétitions qui active MeSWEET10a. De plus, nous avons identifié deux cas potentiels de convergence fonctionnelle. La pertinence de ces résultats réside dans la description de nouveaux variants de TALE majeurs et de « hubs » de sensibilité potentiels. L'étude des gènes S alternatifs a conduit à l'identification de MeSWEET10e qui code un nouveau transporteur de sucre SWEET manipulé par Xpm. MeSWEET10e semble toutefois induit indirectement par des variants de TALE15 mais le mécanisme reste à découvrir. Ces résultats sont utiles pour la génération de variétés de manioc durablement résistantes à Xpm. Enfin, ayant rencontré des difficultés pour muter les TALE dans certaines souches de Xpm, nous avons mis en place une plateforme d’extinction de l’expression génique basée sur la technologie CRISPRi, qui pourrait être extrapolée à d'autres familles de gènes et à d'autres espèces de Xanthomonas. Trois ARN guides (sgRNA) ont été conçus pour éteindre les TALE de Xpm, et nous avons montré que la plupart des TALE d'une souche sont bien éteints par un seul sgRNA, provoquant une diminution des symptômes et des titres bactériens in planta. En outre, des TALE protégés contre les sgRNAs sont bien exprimés dans les souches exprimant les sgRNA, ce qui permet des tests de complémentation. L’utilisation de cet outil chez X. cassavae, un pathogène non vasculaire du manioc, montre une réduction forte des symptômes révélant l’implication des TALEs dans la virulence de ce pathogène orphelin. Notre étude fournit une plateforme CRISPRi utile pour évaluer le rôle des TALEs lors de la colonisation de l'hôte, et globalement, pour l'analyse fonctionnelle de familles multigéniques chez cette espèce.