Les pommes de terre avec les bonnes antennes
Origine de la nouvelle résistance au mildiou trouvée chez des parents de pommes de terre sauvages
Dans le monde entier, d'énormes quantités de produits phytosanitaires sont pulvérisées pour lutter contre le mildiou de la pomme de terre(Phytophthora infestans). Les mécanismes de résistance des pommes de terre doivent être mieux compris afin de rendre cette culture plus durable. Des chercheurs de l'université et de la recherche de Wageningen, en collaboration avec leurs collègues de Tübingen et de Norwich, viennent de franchir une étape importante. Leur recherche a même été publiée dans la célèbre revue scientifique Science.
Il y a une "course aux armements" permanente entre le plant de pomme de terre et le Phytophthora", explique Vivianne Vleeshouwers, phytologue à l'université et à la recherche de Wageningen. La plante se défend farouchement. L'invasion du "champignon" (en réalité un oomycète) déclenche immédiatement un certain nombre de réactions de défense, comme le dépérissement contrôlé d'une partie de la feuille pour stopper la progression de la maladie. Cependant, Phytophthora est capable de contourner ces défenses de manière répétée en mutant.
Reconnaître la maladie
Pour se défendre, la plante doit d'abord reconnaître le pathogène. "La plante dispose pour cela de récepteurs, des sortes d'antennes. Ceux-ci fixent de minuscules morceaux de protéines de Phytophthora, qui signalent que quelque chose ne va pas. C'est à ce moment-là que les réactions de défense se mettent en place. Il est donc très important que la plante puisse détecter la maladie et qu'elle dispose des bons récepteurs pour activer ses défenses", explique M. Vleeshouwers.
Ces récepteurs sont situés à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule. Les récepteurs situés à l'intérieur de la cellule sont codés par des gènes R spécifiques (R pour résistance), et les sélectionneurs de pommes de terre en tirent parti. Ils développent des variétés résistantes en sélectionnant ces gènes R. Cependant, le problème est que le Phytophthora parvient à briser cette résistance, encore et encore.
"On en sait beaucoup moins sur les récepteurs situés à l'extérieur, à la surface des cellules, les récepteurs PRR. Ces récepteurs sont à l'origine de réponses immunitaires plus générales", explique M. Vleeshouwers. Les sélectionneurs de plantes concentrent actuellement leur attention sur les gènes R, mais une recherche plus fondamentale est nécessaire pour pouvoir bénéficier de réponses de défense moins spécifiques de la part des PRR.
À cette fin, l'université et la recherche de Wageningen coopèrent avec l'université de Tübingen (Allemagne) et le Sainsbury Laboratory de Norwich (Royaume-Uni).
PÉROU
Vleeshouwers : "Nous avons étudié un type spécifique de récepteur PRR appelé PERU. Il se lie à un élément spécial de la protéine de Phytophthora , Pep-13, qui déclenche la reconnaissance de la maladie par le plant de pomme de terre. On supposait généralement que les récepteurs PRR ne changeaient pratiquement pas au fil du temps (un exemple bien connu est le récepteur très stable qui reconnaît les flagelles des bactéries). Or, nous avons découvert que le PERU présente en fait une évolution dynamique et qu'il change beaucoup plus rapidement que les récepteurs PRR les plus connus. Il s'agit là d'une découverte totalement nouvelle".
Selon Thorsten Nürnberger, co-responsable de la recherche au Centre de biologie moléculaire des plantes (ZMBP) de l'université de Tübingen, les résultats de la recherche montrent que l'évolution des récepteurs immunitaires à la surface des cellules des plantes (les récepteurs PRR) est beaucoup plus complexe qu'on ne le pensait jusqu'à présent. "Il n'existe pas une seule version de ce récepteur, mais plusieurs variantes qui peuvent reconnaître différentes molécules de liaison (les protéines de Phytophthora, par exemple). C'est une découverte tout à fait nouvelle"
Un regard vers le passé
"Plusieurs espèces de pommes de terre sauvages présentent des variations de PERU. Nous avons ces plantes dans notre collection et nous pouvons remonter le temps, pour ainsi dire, afin de découvrir comment elles ont évolué", explique M. Vleeshouwers. "Une fois que l'on a compris leur évolution, on peut chercher des moyens de la traduire en applications. En sélectionnant les bons récepteurs, on peut augmenter la résistance de la plante à la maladie".
En remontant dans le temps, les chercheurs ont pu retracer les origines de l'évolution de la plante : les Andes. Le récepteur s'appelle PERU, ce qui signifie Pep-13 Receptor Unit (unité réceptrice de Pep-13). Mais bien sûr, il s'agit aussi du pays d'origine. Mieux encore, le premier auteur de l'article de Science, la doctorante Yerisf Torres Ascurra, est elle-même originaire du Pérou.
Culture durable
Cet aperçu de ce type de récepteurs (et d'autres suivront sans doute) ouvre la voie à la pomme de terre durable de demain. Cette plante possédera des gènes de résistance spécifiques, ainsi que des réponses défensives générales améliorées.
"Jusqu'à présent, les sélectionneurs se concentraient sur les gènes R. Cependant, la résistance qu'ils offrent est en constante évolution. Cependant, la résistance qu'ils offrent est constamment contrecarrée. En étudiant comment les espèces de pommes de terre sauvages survivent dans un environnement où elles sont constamment assaillies par les maladies, nous pouvons découvrir les mécanismes qu'elles utilisent et les introduire ensuite dans nos propres variétés de pommes de terre", conclut M. Vleeshouwers.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Yerisf C. Torres Ascurra, Lisha Zhang, AmirAli Toghani, Chenlei Hua, Nandeesh Jalahalli Rangegowda, Andres Posbeyikian, Hsuan Pai, Xiao Lin, Pieter J. Wolters, Doret Wouters, Reinhoud de Blok, Niels Steigenga, Maxence J. M. Paillart, Richard G. F. Visser, Sophien Kamoun, Thorsten Nürnberger, Vivianne G. A. A. Vleeshouwers; "Functional diversification of a wild potato immune receptor at its center of origin"; Science, Volume 381
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