Le greffage est une technique horticole qui unit les plantes entre elles au moyen d'une régénération tissulaire, combinant les caractéristiques souhaitables des deux plantes. En général, on a pensé que les greffes n'étaient compatibles qu'entre des espèces identiques ou étroitement apparentées.
Cependant, des scientifiques de l'Université de Nagoya et des collègues japonais ont récemment découvert que la plante de tabac Nicotiana benthamiana favorise l'adhésion des tissus et peut maintenir des greffes entre un large éventail d'espèces.
Leurs conclusions, publiées récemment dans la revue Science, ont également montré qu'en utilisant le tabac comme intermédiaire, la partie supérieure (scion) d'un plant de tomate greffé sur la partie inférieure (porte-greffe) d'un Chrysanthemum morifolium (largement connu sous le nom de marguerite du fleuriste) portait avec succès ses fruits.
Le greffage est pratiqué depuis des milliers d'années pour la multiplication de fruits et légumes, dans lequel un greffon productif est attaché sur un porte-greffe résistant aux maladies et aux stress environnementaux. Cependant, la manière exacte dont les greffons sont établis n'est pas claire et la greffe est considérée comme difficile entre les différentes espèces de la famille.
Une équipe de scientifiques de l'Université de Nagoya, de l'Université de Teikyo, de RIKEN, de l'Université de Chubu et de GRA & GREEN Inc. (une start-up de l'Université de Nagoya) a récemment mené une étude sur la greffe entre différentes espèces familiales.
L'équipe s'est concentrée sur la Nicotiana de la famille des Solanacées, car une étude précédente avait montré que son greffon pouvait être greffé sur le porte-greffe d'Arabidopsis thaliana de la famille de la moutarde.
L'équipe a mené des expériences de greffage en utilisant des plantes de sept espèces de Nicotiana et leurs partenaires de 84 espèces dans 42 familles. Les résultats ont montré que Nicotiana, utilisée soit comme greffon soit comme porte-greffe, a réussi à maintenir les greffons pendant plus d'un mois avec 73 espèces dans 38 familles.
Ensuite, les scientifiques ont examiné les mécanismes cellulaires qui permettent à Nicotiana de former des greffons avec des plantes d'un large éventail de familles. Ils ont analysé les transcriptomes aux jonctions du greffon entre Nicotiana et Arabidopsis et ont émis l'hypothèse que l'expression des β-1,4 glucanases sécrétées dans la région extracellulaire est impliquée dans la digestion de la paroi cellulaire.
Dans d'autres expériences, lorsque les ß-1,4 glucanases étaient surexprimées dans Arabidopsis, la propriété d'adhésion des greffons était améliorée. Ainsi, ils ont conclu que l'expression des β-1,4 glucanases est une clé pour faciliter l'adhésion tissulaire des greffons.
De plus, ils ont mené des expériences pour voir si Nicotiana peut agir comme intermédiaire dans le greffage de différentes espèces familiales, en utilisant un greffon de tomate et le porte-greffe de la marguerite du fleuriste, une plante de jardin résistante au stress environnemental. Environ trois mois plus tard, le plant de tomate a produit avec succès un petit fruit.
En utilisant Nicotiana comme intermédiaire, nous avons également réalisé d'autres greffons dans lesquels le greffon, l'interscion et le porte-greffe appartenaient tous à des familles de plantes différentes. Nos derniers résultats concernant les molécules clés impliquées, et pas seulement la greffe interfamiliale elle-même, pourraient aider à améliorer les techniques de greffage de plantes afin que la variété des systèmes racinaires disponibles pour aider à la production agricole puisse être augmentée avec une destruction minimale des écosystèmes. «
Michitaka Notaguchi, bioscientifique et auteur correspondant à l'étude, Université de Nagoya
La source:
Référence du journal:
Notaguchi, M., et al. (2020) L'adhésion cellule-cellule dans le greffage de plantes est facilitée par les β-1,4-glucanases. Science. doi.org/10.1126/science.abc3710.
