Des chercheurs dirigés par CHEN Yuhang et ZHOU Jianmin de l’Institut de génétique et de biologie du développement de l’Académie chinoise des sciences ont montré comment les plantes résistent à la hernie, une maladie racinaire majeure qui menace la productivité des cultures de Brassica telles que le colza.
L’étude, qui révèle de nouveaux mécanismes sous-jacents à l’immunité des plantes et promet une nouvelle voie pour la sélection des cultures, a été publiée dans Cellule.
La hernie, une maladie transmise par le sol, est la maladie la plus dévastatrice des cultures de Brassica. En Chine, environ 3,2 à 4 millions de hm2 des terres agricoles sont affectées par la hernie chaque année, ce qui entraîne une perte de rendement de 20 à 30 %. Spores au repos de Plasmodiophora brassicae (Pb), l’agent pathogène responsable de la hernie, sont viables dans le sol jusqu’à 20 ans, ce qui rend le sol contaminé impropre aux cultures de Brassica.
À ce jour, seuls deux gènes de résistance à la hernie ont été clonés, et leur résistance s’est effondrée à la suite d’une nouvelle évolution virulente Pb isole.
Dans cette étude, le gène de résistance nouvellement identifié WTS confère une résistance à tous Pb isolats testés, y compris les isolats virulents vis-à-vis des variétés de colza résistantes existantes. Ainsi, WTS est un gène de résistance à large spectre et offre un grand potentiel pour l’amélioration de la résistance à la hernie des cultures dans les cultures.
WTS n’est pas exprimée en l’absence de l’agent pathogène. Cependant, sur Pb infection, WTS est fortement induite exclusivement dans le péricycle, une couche critique de cellules racinaires entourant la stèle. La stèle est la partie vasculaire centrale cylindrique de la racine contenant des tissus critiques, y compris le xylème et le phloème qui sont essentiels au transport des nutriments et de l’eau.
Chez les plantes sensibles, Pb envahit et colonise la stèle, bloquant le transport des nutriments et de l’eau. Expression de WTS dans le péricycle active les défenses des plantes et prévient Pb de coloniser la stèle. WTS définit ainsi un mécanisme de défense spécifiquement activé au bon endroit et au bon moment pour assurer une croissance et un développement normaux de la plante.
En outre, WTS code une nouvelle protéine. L’analyse structurale par cryo-EM a révélé que le WTS s’auto-assemble dans une architecture pentamérique jusque-là inconnue avec un pore central.
D’autres études ont également montré que le complexe protéique WTS fonctionne comme un canal de libération de calcium localisé dans le réticulum endoplasmique qui augmente les ions calcium cytosoliques, un signal secondaire critique pour l’activation des défenses des plantes.
Les mécanismes intrigants de résistance aux maladies découverts par les chercheurs représentent un nouveau paradigme dans l’immunité des plantes contre les agents pathogènes du sol. Le cloné WTS offre un nouvel espoir pour la sélection de cultures de Brassica résistantes à une maladie dévastatrice autrement difficile à contrôler.
