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Décrypter le dialogue chimique entre plante et champignon symbiotique

Spores de champignons
Les associations à bénéfice réciproque ou « symbioses » entre des plantes et des champignons mycorhiziens sont à la fois anciennes et répandues. Elles jouent même un rôle central dans la plupart des écosystèmes végétaux, à la fois parce qu’elles améliorent l'absorption des minéraux du sol mais également parce qu’elles contribuent à la protection des plantes contre des agents pathogènes fongiques.
FM barker

Une étape cruciale dans la mise en place de ces symbioses racinaires est l’échange réciproque de signaux chimiques entre le champignon et la plante hôte, conduisant alors à une reconnaissance mutuelle des deux partenaires. Malgré l'importance de ces associations bénéfiques, plusieurs caractéristiques de ce dialogue moléculaire restent à clarifier, et en particulier la nature et l'activité des signaux symbiotiques d'origine fongiques ou facteurs « Myc » pour « mycorhiziens ».

Afin de faciliter leur identification, les chercheurs ont développé un test biologique rapide et sensible basé sur l'activation d’une voie de signalisation dépendante de la détection de molécules originaires du champignon au sein des racines d’une plante modèle, la légumineuse Medicago truncatula. Cette approche originale a mené à la découverte d'oligomères de chitine (COs) à chaîne courte pouvant constituer des candidats potentiels en tant que signaux fongiques. Ces molécules, biologiquement actives à des concentrations très faibles (sub-micromolaires), sont en effet présentes dans les exsudats d’un large éventail de champignons mycorhiziens. De plus, les chercheurs ont remarqué que leurs concentrations augmentent brusquement en présence de strigolactones, les signaux symbiotiques d’origine végétale.

L’ensemble de ces indices suggèrent que les COs d’origine fongique font partie intégrante du dialogue moléculaire menant à l’association plante-champignon. Il reste maintenant à déterminer comment ces molécules sont perçues par l'hôte et quelle est la nature des gènes symbiotiques activés lors des premières étapes de l'interaction. De plus, alors que d’autres équipes du FRAIB ont identifié des molécules (lipochito-oligosaccharides - Maillet et al., Nature 2011, 469, 58-6) également impliquées dans ce dialogue, le rôle respectif de chacune d’entre elles demeure encore à déterminer…

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