10/02/2013

Décrypter la communication entre arbres et champignons

Je copie ci-dessous un article interessant disponible sous le lien: http://www.nancy.inra.fr/l_inra_en_lorraine/travailler_a_...

Plus de 80% des arbres de nos forêts vivent en association avec des champignons. Cette association à bénéfice réciproque est appelée symbiose ectomycorhizienne. Doctorant à à l’INRA Nancy de 2006 à 2009, Judith Felten a consacré sa thèse aux mécanismes moléculaires qui conduisent à cette symbiose. Aujourd'hui, elle travaille comme post-doctorante à la Swedish University of Agricultural Sciences à Umeå.

 

Comment communiquent plantes et champignons ? La question peut sembler farfelue, elle est pourtant décisive pour comprendre un mécanisme capital pour la santé des forêts : la symbiose ectomycorhizienne. L’expression désigne une association « gagnant – gagnant » entre les racines des arbres et des champignons du sol. Ceux-ci mettent à disposition du végétal des minéraux (phosphore, azote…) qu’ils absorbent très facilement. De l’arbre, les champignons reçoivent des sucres qu’ils sont incapables de synthétiser eux-mêmes. Les mécanismes moléculaires qui conduisent à cette collaboration sont au coeur de la thèse d’une jeune biochimiste allemande, Judith Felten. Réalisée en cotutelle franco-allemande, cette thèse a associé un laboratoire de biologie de l’université de Fribourg (Allemagne) et l’unité Interactions abre-microorganismes (unité mixte de recherche Inra - Université de Lorraine) à Nancy. Le premier s’intéresse au développement racinaire et appuie ses observations sur une plante herbacée : Arabidopsis thaliana. La seconde est spécialisée dans la symbiose des arbres.

La symbiose ectomycorhizienne a déjà été bien étudiée. Elle s’accompagne d’un profond changement du développement racinaire : une augmentation très nette du nombre de racines latérales. Mais une question demeurait sans réponse : comment le champignon communique-t-il avec l’arbre pour déclencher cette ramification ? Pour le comprendre, Judith a imaginé « un système de mycorhisation in vitro ». Dans une boîte de Petri, elle fait pousser deux espèces bien connues de la recherche forestière : le peuplier et un champignon, le laccaire (Laccaria bicolor). Son expérience montre que le peuplier développe un nombre important de racines latérales en 10 jours seulement, bien avant l’apparition de la mycorhize*. Réalisant la même expérience avec Arabidopsis, elle découvre que le laccaire stimule aussi le développement des racines latérales. Cette plante est pourtant incapable de former des mycorhizes. Ces observations conduiront la scientifique à suspecter l’existence de petites molécules perceptibles par un grand spectre de plantes, non spécifiques à la symbiose et servant de signal précoce entre les 2 partenaires. Restait à les identifier.

Il est connu que les phytohormones naturellement présentes dans les plantes régulent le développement des feuilles et des racines, la floraison ou la maturation des fruits. Les champignons aussi sont capables d’en produire au moins deux : l’auxine et le gaz éthylène. Sont-elles impliquées dans la communication champignon-plante ? Judith mène alors une nouvelle expérience qui renforce l’hypothèse de l’activité d’une molécule volatile : la culture de champignon et de peuplier dans des compartiments séparés mène aussi à une augmentation du nombre de racines latérales. En parallèle, une « analyse transcriptomique » des racines du peuplier exposées au champignon lui permet d’identifier les gènes responsables du développement racinaire modifié. Le rôle de ces gènes est confirmé lors d’une nouvelle analyse utilisant cette fois Arabidopsis. Reste à déterminer comment l’auxine et l’éthylene agissent sur ces gènes et à décrypter les connexions moléculaires entre la perception de signaux et le développement racinaire : le sujet d’une nouvelle thèse franco-allemande ? Avis aux amateurs.


* Nécessaire à la symbiose, la mycorhize est un organe commun formé par la racine et le champignon

22:01 Écrit par Daniel Van assche | Lien permanent | Commentaires (0) |  Facebook |

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