Pseudomonas syringae is an important bacterial plant pathogen that, as a species, is known to cause disease on hundreds of different plant species. However, any individual pathovar of P. syringae typically only causes disease on one or a few plant species, which constitute the host range of the pathovar. Plants are generally resistant to most pathogens primarily because the plant innate immune system is capable of recognizing conserved microbial-associated molecular patterns (MAMPs). Adapted pathovars of P. syringae secrete effector proteins through a Type Three Secretion System (T3SS) to suppress the immune response elicited by their MAMPs. However, secretion of effectors can also trigger a strong plant immune response if the plant harbors resistance proteins capable of recognizing the secreted effectors. Successful pathovars, therefore, must secrete a combination of effectors capable of suppressing MAMP/Pattern-Triggered Immunity (PTI) without eliciting Effector-Triggered Immunity. Here we identify several novel strategies employed by P. syringae to overcome the plant immune system and cause disease. First, we demonstrate that, in place of the canonical T3SS used by all known pathogens of P. syringae, several apparently nonpathogenic isolates of P. syringae employ a novel T3SS that is functional but not necessary for colonization of plants. Despite being closely related to pathogenic isolates of P. syringae, the isolates employing the noncanonical T3SS do not cause disease on any tested plants and instead appear to act more as commensal organisms. Second, we advance the understanding of PTI by identifying a second region of bacterial flagellin that triggers PTI in addition to the archetypical MAMP flg22, which is recognized by the archetypical plant receptor FLS2. This new elicitor, termed flgII-28, is also detected by FLS2 and appears to be under selection in very closely related lineages of P. syringae. Alleles of flagellin present in one recently expanded and agriculturally problematic lineage of P. syringae appear to trigger less PTI on their host plant, tomato, than the ancestral allele suggesting that avoidance of PTI through allelic diversity in MAMPs is an effective alternative strategy to suppression of PTI through delivery of effectors. Finally, we start to elucidate a role for chemotaxis (chemical-directed movement) in P. syringae pathogenicity. Not only is chemotaxis required for pathogenicity of P. syringae on plants, but it also appears to contribute to delimiting the host range of several P. syringae pathovars. These results highlight that additional aspects of P. syringae pathogenicity, such as chemotaxis, can directly contribute to defining the host range of individual P. syringae pathovars. The current paradigm of P. syringae pathogenicity posits that MAMPS and the repertoire of effector proteins are the primary determinant of the host range of any P. syringae pathovar; in contrast these results inspire a more nuanced view of pathogenicity that considers multiple aspects of the infection process. / Ph. D.

Le feu bactérien des Maloideae est provoqué par Erwinia amylovora, gamma-protéobactérie dont le pouvoir pathogène repose un système de sécrétion de type trois (T3SS). Des travaux antérieurs ont révélés que des mutants hrp de régulation de ce système (hrpL, hrpS), avirulents, sont capables de protéger la plante d'une infection par la souche sauvage. Nous avons d'abord voulu savoir si la protection est due à une induction de défenses chez la plante. L'étude de l'expression de gènes de défense dépendants des voies de l'acide salicylique, de l'acide jasmonique, de l'éthylène et des phénylpropanoïdes montre qu'aucune de ces voies n'est particulièrement induite par les mutants de régulation. Puis après avoir écarté l'hypothèse d'un effet direct des mutants sur la souche sauvage, nous avons recherché des différences au niveau protéique et surtout transcriptomique entre ces bactéries par des démarches avec et sans a priori (gènes-cibles vs cDNAAFLP). Les résultats montrent que HrpS et HrpL sont capables de réguler différentiellement d'autres gènes que les gènes hrp : HrpL régule négativement les gènes flagellaires, le chimiotactisme et un gène du GSP, et positivement un gène du T1SS et une OMP ; HrpS régule négativement le quorum sensing et positivement un gène potentiellement impliqué dans la synthèse de l'éthylène. Nous avons particulièrement approfondi le système flagellaire d'E. amylovora. Une analyse bioinformatique a révélé que cette bactérie possède deux systèmes flagellaires, secrétant deux flagellines distinctes (32 vs 50 KDa). La flagelline de 32 KDa, réprimée par HrpL, ne joue pas de rôle majeur dans la protection et ne possède pas l'épitope flg22 impliqué dans l'immunité des plantes. Si notre travail n'élucide pas complètement l'origine de la protection conférée par les mutants de régulation, il apporte des informations nouvelles sur E. amylovora et sur la régulation de certains de ses gènes au cours de l'interaction avec son hôte.