Les plantes peuvent former diverses relations intimes avec des champignons mycorhiziens, endophytes et/ou de la rhizosphère bénéfiques pour les échanges de nutriments. On sait maintenant que les plantes peuvent transférer des sources de carbone telles que les acides gras aux champignons tandis que les champignons assurent l’apport de phosphate et/ou d’azote aux plantes. Les avantages des champignons incluent également la promotion de la croissance des plantes et des défenses contre différents stress biotiques et abiotiques. Cependant, la promotion fongique des réponses immunitaires des plantes est encore mécanistiquement insaisissable.
L’acide pipécolique (PIP), un produit du catabolisme de la lysine, peut être produit par divers organismes allant des bactéries aux champignons et aux plantes. De nombreuses preuves ont montré que le PIP et son dérivé, l’acide N-hydroxy pipécolique (NHP), sont des régulateurs essentiels de l’immunité inductible des plantes. En plus d’être un médiateur endogène dans les plantes, on ne soupçonnait pas auparavant si le PIP pouvait être commercialisé à travers les royaumes.
Le professeur Chengshu Wang et ses collègues de l’Institut de physiologie et d’écologie végétales de Shanghai, de l’Académie chinoise des sciences, rapportent que le PIP produit par un champignon de la rhizosphère Metarhizium robertsii pourrait être absorbé par Arabidopsis thaliana pour favoriser les réponses immunitaires des plantes contre l’agent pathogène bactérien et le puceron attaques. M. robertsii est un champignon entomopathogène ascomycète qui peut également former des relations endophytes ou rhizosphères avec différentes plantes.
Ils ont précédemment obtenu un mutant de surexpression de SwnA (OE) de M. robertsii qui peut produire une quantité plus élevée de PIP et de son métabolite secondaire apparenté que la souche de type sauvage (WT). Dans ce travail, ils ont établi un élégant système hydroponique à racines stériles pour l’inoculation gnotobiotique d’Arabidopsis avec les souches WT et OE.
Ils ont découvert que Metarhizium pouvait coloniser la rhizosphère des racines des plantes et que le PIP pouvait être évident dans les plantes ald1 non productrices de PIP après des inoculations fongiques. Le niveau de PIP des plantes Col-0 pourrait également être significativement augmenté après l’inoculation de la souche fongique OE. Néanmoins, NHP a été significativement amélioré dans Col-0 mais pas dans ald1 après l’inoculation de l’une ou l’autre des souches. Ainsi, le PIP fongique peut être transféré et/ou converti en NHP dans les plantes.
Semblable à l’ajout de PIP exogène, ils ont découvert que les inoculations fongiques pouvaient favoriser les défenses immunitaires de Col-0 et ald1 mais pas fmo1 (incapable de produire du NHP) d’Arabidopsis contre l’infection du pathogène bactérien Pseudomonas syringae pv. tomate (Pst). Ils ont également découvert que les inoculations fongiques pouvaient considérablement augmenter l’accumulation de phytoalexines chez Arabidopsis, telles que la camalexine et le glucosinolate de 4-méthylsulfinylbutyle.
Cette découverte est étayée par les rapports précédents selon lesquels le PNH peut induire la production de camalexine chez A. thaliana. Ils ont également découvert que les inoculations fongiques, en particulier l’utilisation de la souche OE, pouvaient supprimer la prolifération des pucerons verts du pêcher sur les plantes.
En plus de mettre en évidence le transfert insoupçonné de PIP des champignons aux plantes, la découverte de ce travail suggère que le dépistage et l’utilisation de microbes compatibles à haute production de PIP peuvent bénéficier aux défenses des cultures contre les défis biotiques.
Les résultats sont publiés dans la revue Science Sciences de la vie en Chine.
Plus d’information:
Feifei Luo et al, Promotion des réponses immunitaires d’Arabidopsis par un champignon de la rhizosphère via l’apport d’acide pipécolique aux plantes et l’augmentation sélective des phytoalexines, Science Sciences de la vie en Chine (2022). DOI : 10.1007/s11427-022-2238-8