Résistance des plantes face aux maladies: une forme majeure de leur système immunitaire décryptée

Publié par Isabelle le 24/07/2020 à 13:00
Source: INRAE
Comprendre comment les plantes se défendent face aux agents pathogènes est primordial pour aller vers une agriculture utilisant moins de pesticides. L'immunité quantitative est la forme d'immunité la plus commune chez les plantes, pourtant les connaissances sur cette réponse immunitaire restent très limitées en raison de sa complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou en sciences de...). Une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) d'INRAE et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), avec la collaboration de la société iMEAN, ont analysé le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est...) moléculaire qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) l'immunité quantitative chez Arabidopsis thaliana en réponse à l'infection par une bactérie. Leurs résultats, publiés dans la revue PNAS le 15 juillet 2020, révèlent des fonctions clés de l'immunité quantitative et mettent en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) sa complexité qui en fait sa robustesse.


Photo: Arabidopsis thalania © INRAE

Différentes formes d'immunité existent chez les plantes. La plus connue, et paradoxalement la moins robuste, est la résistance qualitative qui cible un agent pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur ») signifie : qui entraîne une maladie. Les germes pathogènes ou les bactéries...) spécifique et entraîne une réponse forte de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou...) pour le neutraliser. Si l'attention des chercheurs s'est d'abord portée sur cette forme d'immunité c'est parce qu'elle possède un déterminisme relativement simple et provoque la disparition totale de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.). Cependant elle est peu durable dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) car les agents pathogènes évoluent rapidement pour la contourner en quelques années, devenant en quelque sorte résistants à cette forme de réponse immunitaire. Une autre forme d'immunité, existante chez la plupart des espèces naturelles et cultivées, est la résistance quantitative qui entraine une réduction de la maladie plutôt que sa disparition totale. En revanche elle a un spectre d'action plus large, ciblant plusieurs types d'agents pathogènes et confère une résistance beaucoup plus durable dans le temps, pouvant dépasser plusieurs décennies. Cependant elle repose sur des mécanismes moléculaires complexes qui sont encore peu connus.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une approche de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) des systèmes pour étudier la réponse immunitaire au niveau de l'organisme, et comprendre les mécanismes moléculaires qui régissent l'immunité quantitative chez Arabidopsis thaliana en réponse à l'infection par la bactérie Xanthomonas campestris. Cette approche vise à intégrer différents niveaux d'informations afin de reconstruire un modèle de fonctionnement, ici un réseau de gènes et de protéines, du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du...). Leurs résultats montrent que l'immunité quantitative repose sur un réseau hautement connecté et décentralisé impliquant 5 modules de gènes. Ces 5 modules impliquent des activités cellulaires multiples: les mécanismes de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation,...), de signalisation cellulaire ou encore certains processus métaboliques, dont la plupart n'avaient jusqu'à présent pas été identifiés comme constitutifs de la réponse immunitaire. Chaque fonction a un rôle partiel (Le mot partiel peut être employé comme :) dans la réponse immunitaire, et l'étude montre que si l'une de ces fonctions est altérée, suite à une mutation génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) par exemple, les autres fonctions sont toujours opérationnelles: la réponse immunitaire diminue mais reste efficace. Un peu comme un réseau de métro (Un métro, apocope du terme métropolitain lui-même abréviation de chemin de fer métropolitain, est un chemin de fer urbain souterrain le plus souvent, sur viaduc...) pour lequel si une ligne est coupée, le reste du réseau continue à fonctionner.

La réponse immunitaire quantitative repose sur un réseau décentralisé de plusieurs voies moléculaires interconnectées qui mobilisent de multiples mécanismes cellulaires. Ce sont cette complexité et cette décentralisation qui la rendent robuste et durable face aux agents pathogènes qui attaquent les plantes. Comprendre la réponse immunitaire quantitative chez les plantes est essentiel pour maitriser et valoriser la résistance aux maladies des cultures et diminuer l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) des pesticides.

Référence:
Florent Delplacea, Carine Chauveaua, Ullrich Dubiellaa, Mehdi Khafifa, Eva Alvareza, Gautier Langina, Fabrice Rouxa, Rémi Peyrauda, et Dominique Roby, Robustness of plant quantitative disease resistance is provided by a decentralized immune network, PNAS, 15 July 2020. DOI: 10.1073/pnas.2000078117
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.074 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique