Délimitation du cluster de gènes

L’identification de la région de l’insertion de l’ADN-T chez le mutant PA3450, nous a

conduits à nous intéresser à un cluster du métabolisme secondaire (Fig. III.1). Le gène Bcpks7 qui est

présent au niveau de cette région est effectivement prédit pour coder une PKS-NRPS contenant les dix

domaines fonctionnels habituellement présents dans de telles mégasynthases (Fig. III.2). Un cluster

du métabolisme secondaire peut inclure des gènes codant des protéines impliquées dans la

modification du métabolite de base produit par l’enzyme clé, dans la régulation des gènes du cluster

ou encore dans le transport du ou des métabolite(s) produit(s) (Cf. partie 2.4 de l’Introduction

générale). Nous nous sommes par conséquent intéressés aux gènes présents au sein de cette région

(Fig. III.1). Ceux pour lesquels une fonction est prédite (Tableau III.1) sont susceptibles d’être

impliqués dans la production d’un métabolite. Les fonctions putatives de Bcin01g00020 et

Bcin10g00060, respectivement un transporteur et une oxydoréductase, corroborent cette hypothèse.

Nous dénommerons ce cluster PKS7 en raison du nom attribué au gène Bcin01g00040 codant la

PKS-NRPS putative (i.e. Bcpks7) lors d’études précédentes (Kroken et al., 2003; Amselem et al., 2011). Ce

cluster est localisé à l’extrémité du chromosome 10 (BCIN10).

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Fig. III.1. Présentation de la région génomique contenant Bcpks7.

A. Chez le mutant PA3450, l’ADN-T d’A. tumefasciens s’est inséré dans la partie 3’UTR de

Bcin10g00030. La région génomique correspondante contient des gènes susceptibles d’intervenir dans

le métabolisme secondaire (Cf. Tableau III.1). Le pourcentage en G+C de cette région a été

déterminé grâce à l’outil GC-profile (Gao et Zhang, 2006). B. Le calcul des indices de RIP a été

réalisé de la même façon que dans la publication Porquier et al. (2016a). En parallèle, le pourcentage

G+C a été calculé. Les différents calculs ont été réalisés sur des fénêtre de 500 pb avec un pas de 400

pb.

Fig. III.2. Domaines prédits de BcPks7.

Les domaines prédits de la partie PKS de BcPks7 sont présentés en bleu, ceux de la partie NRPS le

sont en orange. Les abréviations correspondent aux domaines suivants : KS, cétosynthase ; AT,

acyltransférase ; DH, déshydratase ; MT, méthyltransférase ; KR, cétoréductase ; ACP, protéine

porteuse d’acyle ; C, condensation ; A, adénylation ; T, thiolation ; R, réductase. Pour plus

d’informations, Cf.Introduction générale. Les domaines présentés ont été prédits avec BlastP sur le

site NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM=blastp&PAGE_TYPE=BlastSearch&LINK_LOC=blasthome).

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Tableau III.1. Eléments génomiques présents dans la région comprenant le cluster PKS7.

Gène Annotation Taille (pb) Fonction prédite

Bcin10g00010 1, 277 Aucune

Bcin10g00020 1, 785 Transporteur MFS

Bcin10g00030 485 Inconnue (domaine EthD, PF07110)

Bcpks7 Bcin10g00040 12, 384 PKS-NRPS

Bcin10g00050 471 Aucune

Bcin10g00060 1, 032 Oxydoréductase (liaison FAD-NADPH)

Les gènes sont listés dans l’ordre dans lequel ils apparaissent sur le chromosome

BCIN10 (Fig. III.1).

Il est généralement admis que les gènes d’un même cluster du métabolisme secondaire sont

co-régulés (Keller et al., 2005). Pour essayer de délimiter le cluster PKS7, nous avons étudié

l’expression des gènes présents sur la région génomique étudiée au sein de la souche sauvage et des

∆Bcvel1 et ∆Bclae1 (Schumacher et al., 2012; Schumacher, Simon, Kim C. Cohrs, et al., 2015). Il est

à noter que les résultats pour Bcin10g00050 ne sont pas disponibles puisqu’aucune sonde spécifique

de ce gène n’était construite sur les puces utilisées. Les résultats présentés en Fig. III.3 suggèrent que

chez B05.10, les gènes Bcin10g00010 à Bcin10g00060 s’expriment plus ou moins intensément tandis

que Bcin10g00070 et Bcin10g00080 semblent éteints. L’expression des gènes Bcin10g00010 à

Bcin10g00040 est affectée par la délétion de Bcvel1 alors que chez le ∆Bcvel1, l’expression de

Bcin10g00060 est comparable à celle observée chez B05.10. Finalement, la délétion de Bclae1 ne

semble pas affecter l’expression des gènes Bcin10g00010 à Bcin10g00060. Ces résultats suggèrent

que les gènes Bcin10g00010 à Bcin10g00040 sont co-régulés et que Bcin10g00060 ne suit pas le

même profil d’expression.

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Fig. III.3. Les gènes Bcin10g00010 à Bcin10g00040 sont co-exprimés et dépendant de Bcvel1.

D’aprèsles données de puces à ADN publiées parSchumacher et al. (2015).

Pour compléter ces résultats, nous avons cherché à identifier chez d’autres organismes les

homologues des gènes faisant putativement partie du cluster PKS7. Pour cela, nous avons réalisé des

BlastP au NCBI. Grâce à ces recherches, nous avons pu mettre en évidence (par BDBH) que les gènes

correspondant de Bcin10g00010 à Bcin10g00040 sont présents en un unique cluster chez plusieurs

champignons ascomycètes phylogénétiquement éloignés de B. cinerea (Tableau III.2, Fig. III.4). Il

s’agit de Talaromyces (Penicillium) marneffei, un champignon pathogène opportuniste de l’Homme

(Chan et al., 2016), de Rosellinia necatrix qui est un champignon phytopathogène qui attaque les

racines d’arbres fruitiers et forestiers (Pérez-Jiménez, 2006) et de Stachybotrys chartarum, un

champignon reconnu comme produisant des métabolites affectant la santé des animaux et de l’Homme

(Miller et McMullin, 2014). Ce dernier est notamment retrouvé dans le bois qui sert à différentes

constructions (dont les habitations). Le fait que la synténie soit respectée entre ces différentes espèces

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suggère que les gènes Bcin10g00010 à Bcin10g00040 forment un cluster. Ces gènes sont en revanche

absents chez Sclerotinia sclerotiorum qui est une espèce proche de B. cinerea.

Tableau III. 2. Identification des homologues des gènes du cluster PKS7 chez d’autres organismes.

Botrytis cinerea

(Bcin10gx)

Talaromyces marneffei

(PMAA_x)

Rosellinia necatrix

(SAMD00023353_x)

Stachybotrys chartarum

(S7711_x)

00010 077880 (65%) 8900300 (54%) 01845 (59%)

00020 077890 (73%) 8900290 (68%) 01844 (71%)

00030 077900 (56%) 8900280 (67%) 01843 (68%)

00040 077910 (56%) 8900270 (58%) 01842 (56%)

00050 - - -

00060 098710 (52%) 3900680 (55%) -

Les gènes présentés ont été identifiés par BlastP au NCBI (BDBH) en utilisant les protéines de B05.10 comme

requête. Les nombre entre parenthèses suivants les numéros d’accession correspondent au pourcentage

d’identité des protéines identifiées par rapport aux protéines de B. cinerea. Le fond gris représente les gènes du

cluster PKS7 chez les espèces fongiques présentées.

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Fig. III.4. Les gènes correspondant de Bcin00010 à Bcin10g00040 sont clusterisés chez

Talaromyces marneffei, Rosellinia necatrix et Stachybotrys chartarum.

Les régions génomiques présentées ont été extraites au NCBI et importées dans Seqbuilder (suite de

logiciels Lasergene de DNASTAR). Les gènes représentés de la même couleur (vert, jaune, bleu et

rouge) sont homologues (Cf. Tableau III.2).

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1.2.Comparaison de l’environnement génomique de PKS7 avec ceux des clusters BOT et