Influence of calcium nutrition on the interaction Nicotiana tabacum - Tobacco mosaic virus : approach towards some ca-regulation depending mechanisms | Influence de la nutrition calcique dans l'intéraction Nicotiana tabacum : virus de la mosaïque du tabac : approche de quelques mécanismes de régulations Ca dépendants

English. The sensitivity to TMV of two varieties of N. Tabacum “Samsun” and “Xanthi” nc grown either on a mixture of peat and perlite, or in hydroponic conditions is influenced by calcium nutrition. 8 different levels of calcium in nutrient solutions provide a linear variation or the total calcium content in the whole plant and in the leaves and also in the protoplasts isolated from these leaves. The first result is that a local calcium content in the whole plant higher than 2,5% of dry material induces a resistance of tobacco to TMV. Under this value, the sensitivity to TMV increases following a biphasic curve with two maxima at 1-2 and 7,5 meq/l Ca in nutrient solutions. Nevertheless the correlation between the total calcium content of one vegetal organ and its susceptibility to TMV isn’t so clear, and consequently the molecular interpretation of the phenomenon is more difficult. Several hypothesis are proposed to understand the action of calcium during the numerous events leading to the viral infection of tobacco. First of all the TMV infectivity depends on the CaCl₂ concentration (maximal between 10 and 50mM) in the inoculum and this is related to the calcium nutrition level. This demonstrates a direct effect of calcium but its interpretation “in situ” is not evident. Secondly the actions of calcium as a second messenger and therefore of calmodulin are investigated as they can be involved in an early stimulation of the plant reaction against the viral infection. The tobacco calmodulin is purified and characterized, then its amount related to the total proteins is measured. The rate of calmodulin is independent from calcium nitration and from the infectious stage in tobacco plants. Finally and amplificated phosphorylation of one polypeptide of PM = 33000 is observed in TMV infected leaves two hours after their inoculations. Is this protéophosphorylation Ca and/or CaM dependent? What is likely action on the sensitivity of tobacco in relation with the calcium nutrition?

French. Par l’utilisation de deux méthodes de culture, sur tourbe-perlite et hydroponique strict, nous avons mis en évidence une influence de la nutrition calcique sur la sensibilité des tabacs de deux variétés « Samsun » et « Xanthi » n. C. Une gamme de 0,5 à 10 meq/l Ca a permis la différenciation des teneurs en Ca total des tabacs entiers et des feuilles, observable également au niveau des protoplastes issus de ces feuilles. Le premier résultat global obtenu est le suivant : des teneurs en Ca total des plantes entières supérieures à 2,5% de la masse de matière sèche favorisent la résistance des tabacs au VMT. En deçà de cette valeur, la sensibilité des plantes augmente suivant une courbe biphasique avec deux maxima correspondant à 1-2 et 7,5 meq/l Ca dans les solutions nutritives pour la culture sur tourbe-perlite. Cependant, la corrélation entre la teneur en Ca total d’un organe de la plante entière et sa sensibilité au VMT n’est pas aussi simple à établir, rendant difficile l’interprétation du phénomène à un niveau moléculaire. Diverses hypothèses sont envisagées sur le rôle du Ca dans la chaîne des évènements marquant l’infection du tabac par le VMT. D’une part, le pouvoir infectieux du VMT dépend de la concentration en CaCl₂ de l’inoculum (maximum entre 1 et 50 mM) et ceci est lié au niveau de nutrition calcique. Ce phénomène tend à rendre compte d’un effet direct du Ca mais qui reste difficilement interprétable « in situ ». D’autre part, nous nous sommes attachés plus particulièrement à l’étude du rôle de Ca en tant que messager secondaire et par conséquent de la calmoduline, car ils peuvent rendre compte d’un déclenchement précoce de la réaction de la plante contre l’infection virale. Tout d’abord la calmoduline de tabac a été isolée et caractérisée, puis son taux relatif par rapport aux protéines totales est apparu indépendant de l’état infectieux et du niveau de nutrition calcique, donc de la teneur en Ca total de la plante. Enfin, une amplification de la phosphorylation d’une bande protéique correspondant à un polypeptide de PM = 33000 a été observée dans les tissues infectés par le VMT, deux heures après l’inoculation. Il reste à savoir si cette protéophosphorylation est régulée par le Ca et/ou la calmoduline, et quel est son rôle sur la sensibilité des tabacs en relation avec la nutrition calcique.