Des chercheurs du laboratoire de Tessa Burch-Smith, Ph.D. au Danforth Plant Science Center et à l’Université du Tennessee à Knoxville, mènent des travaux pionniers pour découvrir comment les plantes transmettent des informations, des molécules importantes et des virus entre les cellules.
Dans une étude récente, ils ont démontré comment les plasmodesmes (PD) – structures qui relient les cellules voisines dans les feuilles et d’autres organes – sont contrôlés par le dépôt de callose (un polymère glucidique) lorsque les plantes réagissent à l’infection. Leurs recherches ont comparé différentes méthodes pour quantifier rigoureusement l’accumulation de callose autour des canaux microscopiques de la maladie de Parkinson et ouvrent la voie à une compréhension plus approfondie du fonctionnement du système immunitaire des plantes.
Les résultats de leur étude ont été récemment publié dans « Comparaison des méthodes de détection et de quantification de la callose plasmodesmique dans les feuilles de Nicotiana benthamiana », dans la revue Interactions moléculaires plantes-microbes..
La callose, un polymère constitué de molécules de glucose, est essentielle à la régulation du trafic intercellulaire via les plasmodesmes (PD). Les agents pathogènes manipulent les protéines localisées dans la PD pour permettre le trafic intercellulaire en éliminant la callose au niveau de la MP ou, inversement, en augmentant l’accumulation de callose au niveau de la PD pour limiter le trafic intercellulaire pendant l’infection.
Les hormones de défense des plantes comme l’acide salicylique régulent les protéines localisées dans la PD pour contrôler la MP et le trafic intercellulaire lors des réponses de défense immunitaire telles que la résistance systémique acquise.
La mesure des dépôts de callose au niveau de la maladie de Parkinson chez les plantes est devenue un moyen populaire d’évaluer le trafic probable de molécules entre les cellules au cours de l’immunité des plantes. Malgré la popularité de cette mesure, il n’existe aucune norme sur la manière dont ces mesures doivent être effectuées.
Le premier auteur Amie Sankoh, Ph.D., et son collègue de premier cycle, Joseph Adjei, ont comparé trois méthodes couramment utilisées pour identifier et quantifier la callose PD par coloration au bleu d’aniline et les ont évaluées pour déterminer la plus efficace dans le modèle de feuille. Amie et Joseph sont tous deux sourds et communiquent principalement via la langue des signes américaine.
Leurs résultats ont révélé que la méthode la plus fiable utilisait la coloration au bleu d’aniline et la microscopie fluorescente pour mesurer le dépôt de callose dans les tissus fixés. Les flux de travail manuels ou semi-automatisés pour l’analyse d’images ont également été comparés et ont produit des résultats similaires, bien que le flux de travail semi-automatisé ait produit une distribution plus large de points de données.
« Nous avons été surpris de voir à quel point la fiabilité des différentes méthodes de détection de la callose pouvait être différente. Nous pensons que ce travail améliorera considérablement la cohérence des expériences dans les laboratoires », a déclaré le Dr Sankoh.
Cette étude s’est appuyée sur le laboratoire avancé de bioimagerie du Danforth Center. L’équipe prévoit d’utiliser le protocole et l’analyse identifiés pour étudier comment les niveaux de callose dans la maladie de Parkinson changent au cours de l’infection par diverses hormones. De telles études pourraient identifier les moments importants où la PD pourrait être manipulée pour perturber le processus d’infection et prévenir les maladies des plantes.
Plus d’information:
Amie Fornah Sankoh et al, Comparaison des méthodes de détection et de quantification de la callose plasmodesmique dans les feuilles de Nicotiana benthamiana lors des réponses de défense, Interactions moléculaires plantes-microbes (2024). DOI : 10.1094/MPMI-09-23-0152-SC