Les plantes terrestres – des plantes qui vivent principalement dans des habitats terrestres et forment de la végétation sur terre – sont ancrées au sol par leurs racines, et leur performance dépend à la fois des ailments du sol souterrain et du climat aérien. les centrales électriques des cellules végétales. Par conséquent, la quantité et la qualité de la lumière perçue par les chloroplastes à travers les pigments absorbant la lumière, tels que la chlorophylle, sont un facteur déterminant de la croissance et de la santé des plantes. Une quantité substantielle des composés chimiques produits lors de la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique. est transférée dans le compartiment racinaire de la plante et investie dans le sol environnant pour soutenir la croissance microbienne. Par conséquent, les racines abritent des communautés microbiennes complexes de bactéries et d’eucaryotes filamenteux (c’est-à-dire des champignons et des oomycètes), et la composition de ces communautés influence profondément les performances des plantes. Cependant, la mesure dans laquelle les plantes peuvent tirer parti des microbes souterrains pour orchestrer des réponses au pressure aérien reste largement inexplorée. Aujourd’hui, dans une nouvelle étude publiée dans Nature Vegetation, Stéphane Hacquard et ses collègues du Département des interactions plantes-microbes du MPIPZ de Cologne, en Allemagne, font la lumière sur ces connexions entre le sol et le sol.



Pour aborder cette problem, le premier auteur de l’étude Shiji Hou a réalisé des expériences où les circumstances d’éclairage aérien et les problems microbiennes souterraines pouvaient être contrôlées. En comparant la croissance d’Arabidopsis thaliana (Thale Cress) cultivée en l’absence de microbes racinaires (c’est-à-dire sans germe) à celles colonisées par une communauté complexe de 183 bactéries, 24 champignons et 7 oomycètes, les chercheurs ont observé que la présence de microbes a sauvé le déficit de croissance des plantes observé dans des ailments de faible luminosité. Des expériences d’inoculation avec des brokers pathogènes foliaires ont en outre indiqué que les plantes colonisées par des microbes étaient également as well as résistantes aux brokers pathogènes foliaires aériens que les plantes témoins sans germe, indiquant que la présence de microbes racinaires peut favoriser à la fois la croissance et la défense des plantes sous un faible éclairage.

En comparant les réponses de croissance et de défense des plantes colonisées entre les deux circumstances d’éclairage, les scientifiques ont observé que l’investissement dans la croissance dans des situations de faible luminosité se faisait au détriment de la défense, car or truck les réponses de défense induites par le microbiote étaient réduites et les plantes étaient furthermore sensibles aux brokers pathogènes des feuilles sous lumière faible. Sur la foundation de cette observation, les auteurs de l’étude ont ensuite émis l’hypothèse que lorsque les situations d’éclairage sont sous-optimales, les plantes favorisent la croissance induite par les microbes par rapport aux réponses de défense induites par les microbes. Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont passé au crible différents mutants d’A. thaliana afin d’identifier ceux qui n’ont pas réussi à investir dans la croissance sous un faible éclairage. Conformément à leur hypothèse, les mutants identifiés résistaient mieux aux agents pathogènes des feuilles. De in addition, les scientifiques ont découvert que la présence du facteur de transcription hôte MYC2 était cruciale pour faire pencher la equilibrium en faveur de la croissance induite par le microbiote au lieu de la défense induite par le microbiote dans des circumstances de faible luminosité.



Les chercheurs ont ensuite cherché à savoir si la composition de la communauté microbienne souterraine pouvait expliquer l’investissement en floor dans la croissance au détriment de la défense dans des disorders de faible luminosité. Pour ce faire, ils ont analysé la composition du microbiote racinaire à travers les différents mutants d’A. thaliana et ont observé que la composition de la communauté bactérienne était nettement différente selon que les différentes plantes investissent ou non dans la croissance sous faible luminosité. Cette expérience a conduit à l’identification de 67 souches bactériennes dont on prévoyait qu’elles seraient associées au sauvetage de la croissance des plantes dans des conditions de faible luminosité. Pour tester un lien de causalité potentiel, les chercheurs ont préparé trois communautés bactériennes différentes composées de : 1) toutes les 183 souches, 2) les 183 souches dépourvues des 67 souches prédites être importantes pour le sauvetage de la croissance ou 3) les 67 souches seules. Remarquablement, les plantes de variety sauvage A. thaliana colonisées avec la communauté de 67 membres investies dans la croissance sous faible luminosité, alors que celles colonisées par la communauté dépourvue de ces souches bactériennes ne l’ont pas fait, favorisant plutôt une meilleure résistance à l’infection des feuilles par des brokers pathogènes.

Selon les mots du directeur de l’étude Stéphane Hacquard : « Nos résultats suggèrent que la croissance des plantes et les réponses de défense sont engagées dans différentes boucles de rétroaction avec le microbiote racinaire en fonction des ailments d’éclairage aérien. Il est possible que le changement induit par la lumière dans les profils d’exsudation des racines soit un facteur critical mécanisme qui stimule la croissance de commensaux bactériens particulièrement bénéfiques pour les racines qui stimulent la croissance des plantes, au détriment des réponses de défense sous une faible luminosité.  » L’observation de l’existence de circuits microbiote-racine-pousse chez les plantes rappelle des résultats récents obtenus dans le contexte de l’axe microbiote-intestin-cerveau chez les animaux, où un lien direct entre commensaux intestinaux et fonctions cérébrales a été découvert. Les résultats suggèrent que les commensaux des racines bactériennes et de l’intestin ont des fonctions importantes dans la modulation des réponses au anxiety non seulement localement, mais aussi dans les organes hôtes distants.

Ces découvertes ont des purposes importantes pour l’utilisation de microbes souterrains pour favoriser les réponses au stress aérien chez les plantes. En appliquant les connaissances acquises dans cette étude, il serait désormais envisageable de concevoir des communautés microbiennes synthétiques avec des fonctions modulaires qui pourraient être utilisées pour promouvoir la résistance des plantes à des strain biotiques ou abiotiques particuliers, et finalement promouvoir la santé des plantes dans la nature.