Symbiose et immunité
The chairs
- Claire Veneault-Fourrey est Directrice de recherche INRAE à l’UMR IAM de Nancy.
- Pierre Frendo est Professeur à l’Université de Nice-Sophia Antipolis.
- Pascal Ratet est Directeur de recherche CNRS à l’IPS2-Université Paris Saclay.
Les plantes herbacées et certaines plantes pérennes établissent une endosymbiose avec les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) qui permet d’acquérir un avantage nutritionnel. En raison de la disponibilité limitée des nutriments dans les sols forestiers, les racines des arbres des forêts boréales et tempérées établissent des interactions mutualistes avec les hyphes des champignons ectomycorhiziens (ECM) pour soutenir leur croissance et leur santé. Les plantes actinorhiziennes et légumineuses peuvent également réaliser une endosymbiose (symbiose fixatrice d’azote, SFA) avec respectivement les bactéries Frankia ou rhizobia pour effectuer la fixation biologique de l’azote atmosphérique, permettant également une meilleure nutrition. L’établissement de ces interactions bénéfiques nécessite une coordination stricte du développement, de l’immunité et de la physiologie des cellules microbiennes et végétales. Un rôle clair du contrôle de l’immunité de la plante (contrôle des réactions de défense) par les microorganismes a été démontré dans ces interactions symbiotiques permettant la pénétration, la colonisation et la persistance des microorganismes bénéfiques au sein des cellules végétales.
En parallèle, l’existence d’un amorçage (priming) des mécanismes de défense contre des bioaggresseurs induits par microorganismes symbiotiques a été également mis en évidence. La symbiose CMA ou ECM peut protéger les plantes contre des pathogènes. Cet effet bénéfique, appelé « Mycorrhiza Induced Resistance » (MIR) a été montré pour des champignons racinaires ou aériens, des bactéries, des oomycètes et des virus. Les effets bénéfiques peuvent être de différentes natures : compétition avec les pathogènes, induction de défenses systémiques ou meilleure nutrition de la plante qui lui permettrait de mieux surmonter l’attaque pathogène. Ces effets sont cependant controversés et semblent dépendre des pathosystèmes analysés. La relation entre ce priming et la régulation de l’immunité de la plante par les effecteurs mycorhiziens est également encore mal connue. Le priming des mécanismes de défense résultant de l’interaction avec les rhizobia, appelé ISR (Induced Systemic Resistance) présentent des similarités avec la MIR. Là encore, l’effet bénéfique n’a pas été observé dans toutes les interactions et dépend donc du pathosystème étudié. Ainsi, un effet protecteur de l’inoculation par rhizobium a été décrit pour différent pathosystèmes (Fusarium/lentille, Fusarium/pois chiche, Red Crown Rot/soja, Phoma medicaginis/M. truncatula, Root Rot Disease/pois chiche) mais les mécanismes moléculaires impliqués dans ces protections sont toutefois largement inconnus.
Dans ce contexte, comment les plantes différentient les microorganismes pathogènes des symbiotes reste à ce jour mal compris. Bien qu’une meilleure tolérance des plantes symbiotiques aux pathogènes serait un des atouts de l’introduction des plantes symbiotiques en agriculture, on manque de connaissances génériques sur un effet protecteur des interactions symbiotiques vis-à-vis des attaques pathogènes. L’enjeu de ce groupe travail est de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l’immunité de la plante par la symbiose afin d’utiliser le levier symbiotique pour un emploi réduit des pesticides en agriculture.