La tomate (Solanum lycopersicum L.) est une culture légumière économiquement importante dans le monde entier, et sa production est menacée par les fluctuations de température et les attaques d’agents pathogènes, entraînant de graves pertes de récoltes. Dans des travaux récents publiés dans la revue Recherche horticoledes chercheurs de l’Université du Zhejiang ont caractérisé un régulateur positif de la résistance aux stress multiples chez la tomate.
Ils ont montré que la tomate LRR-RLK MRK1 participe aux réponses aux stress multiples en servant de régulateur positif. L’expression de MRK1 a été induite par le stress dû au froid et à la chaleur, ainsi que par les pathogènes bactériens Pseudomonas syringae pv. tomate (Pst DC3000) et Ralstonia solanacearum.
Les auteurs ont ensuite généré des mutants de tomate mrk1 par édition du gène CRISPR/Cas9. Les mutants mrk1 ont montré une sensibilité accrue aux contraintes de froid et de chaleur, comme le montrent les changements de phénotype de la plante, l’efficacité photochimique maximale réduite du PSII (Fv/Fm) et l’augmentation de la fuite relative d’électrolyte (un indicateur de la perméabilité membranaire).
Par rapport aux plantes de type sauvage (WT), les mutants mrk1 ont montré une expression plus faible de CBF1 et HsfA1a, qui jouent un rôle essentiel dans les réponses des plantes au stress dû au froid et à la chaleur, lors d’une exposition au froid et à la chaleur. De plus, les mutants mrk1 étaient plus sensibles à Pst DC3000 et R. solanacearum, comme en témoignent les symptômes de la maladie plus graves par rapport aux plantes WT 5 jours après l’inoculation (dpi) avec Pst DC3000 et 10 dpi avec R. solanacearum.
La réponse immunitaire déclenchée par un motif (PTI) est un élément important de l’immunité basale des plantes, qui peut repousser la plupart des agents pathogènes virulents. Les réponses PTI impliquent la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), l’activation des protéines kinases activées par les mitogènes (MAPK) et la reprogrammation transcriptionnelle des gènes associés à l’immunité.
La production de ROS induite par flg22 a été fortement réduite chez les mutants mrk1, et la régulation à la hausse des gènes OLP et LPSE sensibles au PTI a été fortement supprimée chez les mutants mrk1 par rapport aux plantes WT. En revanche, l’activation des MAPK lors de l’élicitation de flg22 ne différait pas entre les mutants mrk1 et les plantes WT. Ces résultats indiquent que MRK1 régule positivement plusieurs réponses PTI.
Les chercheurs ont également découvert que MRK1 pouvait interagir avec FLS2 au niveau de la membrane plasmique et avec SERK3A/SERK3B dans le cytoplasme à l’aide d’un test de complémentation de fluorescence bimoléculaire (BiFC), et ces interactions ont ensuite été confirmées par un test de fractionnement de la luciférase. Des tests de co-immunoprécipitation ont montré que les interactions de MRK1 avec FLS2 et le co-récepteur SERK3A/SERK3B MRK1 n’étaient pas affectées par la présence de flg22, suggérant que MRK1 joue un rôle positif dans l’immunité antibactérienne en agissant comme un composant de FLS2 et SERK3A /SERK3B complexe pour moduler les réponses PTI.
« Cette recherche donne un aperçu de la structure complexe des systèmes de signalisation médiés par LRR-RLK et fournit une nouvelle cible pour la sélection de tomates avec une résistance accrue à de multiples stress », ont déclaré les chercheurs.
Qiaomei Ma et al, La nouvelle kinase de type récepteur répété riche en leucine MRK1 régule la résistance aux multiples stress de la tomate, Recherche horticole (2022). DOI : 10.1093/h/uhab088
Fourni par l’Université agricole de Nanjing L’Académie des sciences