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Chez les peupliers, deux hormones végétales se renforcent mutuellement pour se défendre contre les champignons pathogènes


Contrairement aux hypothèses précédentes, les hormones de défense de l’acide salicylique et de l’acide jasmonique ne se suppriment pas toujours dans la régulation des défenses chimiques des plantes contre les ravageurs et les agents pathogènes. Chez les arbres, l’interaction des deux hormones peut en fait augmenter la résistance des plantes. C’est la summary que tirent des chercheurs de l’Institut Max Planck d’écologie chimique dans une nouvelle étude sur les peupliers. Les scientifiques ont montré que des niveaux plus élevés d’acide jasmonique étaient également détectables chez les peupliers qui avaient été modifiés pour produire des niveaux accrus d’acide salicylique ou qui avaient été traités avec de l’acide salicylique. Les plantes qui avaient des concentrations plus élevées des deux hormones étaient également plus résistantes au champignon de la rouille Melamspora larici-populina, sans effet négatif sur la croissance. La connaissance de l’interaction optimistic de ces hormones impliquées dans la résistance des plantes pourrait aider à mieux protéger les peupliers et autres arbres contre les brokers pathogènes.

La fonction des hormones végétales ou phytohormones est de coordonner la croissance et le développement des plantes. De additionally, ils contrôlent également les réponses immunitaires des plantes aux brokers pathogènes microbiens tels que les champignons pathogènes. Jusqu’à présent, il y avait un large consensus scientifique sur le fait que les voies de signalisation des hormones de défense, l’acide salicylique et l’acide jasmonique, agissent dans des instructions opposées. Ainsi, si les plantes produisent moreover d’acide salicylique, cela inhiberait la manufacturing d’acide jasmonique et vice versa. Les scientifiques ont montré à plusieurs reprises cette interaction négative dans des études sur la plante modèle Arabidopsis thaliana (arabette) et de nombreuses autres herbes annuelles. “Contrairement à l’hypothèse selon laquelle les voies de signalisation hormonales de l’acide salicylique et de l’acide jasmonique fonctionnent de manière opposée, nous avions déjà observé dans nos études antérieures sur les peupliers que ces deux hormones augmentent en réponse à une infection par des champignons pathogènes. Par conséquent, le principal issue de recherche était de déterminer l’interaction entre ces deux hormones de défense chez le peuplier », explique Chhana Ullah, premier auteur de la publication, le point de départ de l’étude actuelle.

Pour étudier expérimentalement remark les niveaux d’acide salicylique affectent la development d’acide jasmonique, les scientifiques ont modifié génétiquement des plantes expérimentales de peuplier noir (Populus nigra) originaire d’Allemagne afin qu’elles produisent des quantités as well as élevées d’acide salicylique que les plantes témoins. Dans une autre expérience, ils ont appliqué de l’acide salicylique sur les feuilles de peuplier de plantes génétiquement non modifiées. “Nous avons manipulé les niveaux d’acide salicylique dans le peuplier par génie génétique et software chimique directe, après quoi nous avons effectué des analyses chimiques approfondies des plantes avec et sans infection fongique. Cela nous a permis de séparer les effets de l’acide salicylique des autres facteurs et de montrer qu’il stimule la manufacturing d’acide jasmonique », explique Chhana Ullah.



Les plantes qui contenaient des niveaux élevés d’acide salicylique avaient également des concentrations additionally élevées d’acide jasmonique. De in addition, ces plantes produisaient as well as de substances antimicrobiennes, appelées flavonoïdes, même s’il n’y avait pas d’infection par un agent pathogène. D’autres études comparatives avec des plantes qui produisaient des niveaux élevés d’acide salicylique et des plantes témoins qui avaient chacune été infectées par le champignon de la rouille Melamspora larici-populina ont montré que des niveaux élevés d’acide salicylique rendaient les peupliers moreover résistants aux attaques fongiques.

Étonnamment, une résistance fongique furthermore élevée thanks à des défenses accrues n’a pas affecté négativement la croissance des plantes, comme cela avait été observé chez Arabidopsis et d’autres herbes annuelles. Chez Arabidopsis, l’acide salicylique ou l’acide jasmonique prend le contrôle de la réponse immunitaire, tandis que l’autre hormone est supprimée. L’acide salicylique est produit en in addition grande quantité après une attaque par des brokers pathogènes biotrophes qui ne tuent pas les tissus végétaux et se nourrissent de matériel végétal vivant, tandis que l’acide jasmonique est augmenté après une attaque par des insectes ou des brokers pathogènes nécrotrophes qui se nourrissent de tissus végétaux morts. “L’interaction négative entre les hormones de défense de l’acide salicylique et de l’acide jasmonique dans des plantes comme Arabidopsis permet à la plante de donner la priorité à la safety contre un style d’ennemi. Les petites herbes comme Arabidopsis peuvent bénéficier d’une focalisation aussi étroite car or truck elles manquent de ressources pour se défendre contre différents sorts. C’est peut-être aussi la raison pour laquelle les plantes d’Arabidopsis réduisent leur taux de croissance lorsqu’elles sont en manner de défense », explique Jonathan Gershenzon, chef du département de biochimie où l’étude a été menée.



Contrairement aux herbes annuelles comme l’arabette, les ressources sont généralement moins limitées pour les arbres et autres plantes ligneuses. De plus, en raison de leur longue durée de vie, les arbres sont souvent attaqués simultanément par différents ennemis, tels que des agents pathogènes fongiques et bactériens, des chenilles mangeuses de feuilles et des insectes destructeurs du bois. Ils peuvent avoir évolué pour utiliser les voies de signalisation de l’acide salicylique et jasmonique ensemble pour la défense. La furthermore grande disponibilité des ressources dans les plantes ligneuses à longue durée de vie peut également être la raison pour laquelle des concentrations élevées d’acide salicylique n’affectent pas la croissance des plantes chez les peupliers.

Les chercheurs ont été surpris de constater que des niveaux élevés d’acide salicylique chez les peupliers n’activaient pas les gènes dits liés à la pathogenèse (PR), bien qu’il s’agisse de marqueurs établis pour la voie de signalisation de l’acide salicylique chez Arabidopsis. “Cependant, nous avons constaté que l’ampleur de l’induction du gène PR était positivement corrélée à la sensibilité du peuplier à la rouille. Apparemment, l’activation des gènes PR chez le peuplier n’est pas régulée par la signalisation de l’acide salicylique, mais par un mécanisme différent”, explique Chhana Ullah..

L’équipe de scientifiques dirigée par Chhana Ullah doit encore découvrir exactement remark fonctionne le mécanisme moléculaire de l’interaction constructive entre l’acide salicylique et l’acide jasmonique chez le peuplier. Ils veulent également savoir quel rôle jouent les gènes PR chez le peuplier et d’autres plantes ligneuses. Ce qui est specific, cependant, c’est qu’une connaissance fondamentale de l’interaction positive entre l’acide salicylique et l’acide jasmonique dans le peuplier et d’autres arbres apparentés pourrait apporter une contribution importante à une meilleure security de ces plantes contre les infestations de ravageurs et les maladies. Ou, comme le note Jonathan Gershenzon : « Les peupliers sont connus comme les arbres du peuple pour leurs utilisations diversifiées par les humains, d’où le nom du genre Populus : le nom latin des gens. À croissance incroyablement rapide, les peupliers sont cultivés comme cultures ligneuses à courte rotation. et sont extrêmement importants pour l’industrie des pâtes et papiers. Ils sont également souhaitables pour les biocarburants. Améliorer leur defense nous sert donc tous.