Cours : Les mécanismes de défense des plantes

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III. La transduction du signal pathogène

1. Reconnaissance locale

Quand on a la reconnaissance, on observe l'ouverture de canaux ioniques, ce qui induit un changement de potentiel membranaire, avec l'induction de messagers secondaires On a d'autre part un stress oxydatif, qui correspond à la production d'O2- et d'H2O2. Cela génère des interactions au niveau de la paroi et permet la consolidation de celle-ci. Ce stress induit aussi une activité phospholipase, qui hydrolyse les lipides membranaires, ce qui conduit à la production d'acide jasmonique, qui active des gènes de mécanismes de défense au niveau du noyau. Cette poussée oxydative doit être régulée, car si elle est trop forte, on a une hypersensibilité, avec des nécroses ponctuelles, qui peuvent induire la mort de la plante.

2. Résistance systémique

Les cellules ne se défendent pas de façon individuelle, une cellule blessée peut envoyer ces messages secondaires aux autres cellules saines.

a. Résistance à la blessure

Les réseaux de signalisation sont plus ou moins les même qu'à l'attaque d'un herbivore. On a la production de ces inhibiteurs de protéines qui agissent contre les enzymes d'hydrolyses et s'accumulent aussi dans les feuilles saines. Pourquoi les PI peuvent s'accumuler ailleurs que dans les cellules blessées ? Quand la plante est blessée, il y a synthèse d'un oligopeptide (18 acides aminés) qui se déplace dans la plante : la systémine. Cette systémine se déplace très vite, comme le saccharose. On a un transport par le phloème. On a pu caractériser le gène codant pour la systémine. Ce gène est long, pourtant la systémine est un petit peptide. De ce fait, la protéine issue de ce gène est appeléeprosystémine (200 acides aminés). Une enzyme couperait la prosystémine pour en faire de la systémine plus petite (16aa) quand la plante est blessée, ce qui permet un transport plus rapide. On a transformé le gène avec un promoteur fort. Quand on blesse la plante, on a une réaction de défense très importante. Si on transforme le gène pour qu'il y ait une sous-expression, on a une baisse la défense. La prosystémine est nécessaire à la réponse dans toute la plante. Cette systémine n'est pas le messager final qui induit la défense. C'est l'acide jasmonique. On a alors deux cas :

  • L'acide jasmonique active directement les défenses si la cellule est blessée
  • La systémine active la phospholipase, ce qui induit la production d'acide jasmonique, qui active les défenses de la cellule

b. Résistance acquise aux pathogènes

Il existe une défense qui dure dans le temps (" pseudovaccination "). On parle de résistance systémique acquise (SAR). Elle protège la plante contre le pathogène. Ce mécanisme de défense va avoir un large spectre d'action. D'où vient-elle ? Comme elle se transmet ? Si on greffe à une plante possédant une SAR pour un pathogène, un greffon qui n'en possède pas, et que l'on injecte un pathogène, le greffon se défend bien. On a passage de la SAR à travers le greffon. Le messager de la SAR est l'acide salicylique. Cette molécule peut induire des mécanismes de défense chez la plante, au même titre que l'acide jasmonique. On a eu confirmation avec l'étude de mutants qui ne développent pas de SAR, ils ont un déficit dans la production d'acide salicylique. On a pu transformer des plantes, avec des enzymes détruisant l'acide salicylique, résultat elle n'avait pas de résistance acquise. Quand on a un greffon très haut, l'acide salicylique ne peut pas parvenir à la cyme de l'arbre. Alors l'acide salicylique n'emprunte pas les tissus conducteurs, mais il existe une forme gazeuse de cet acide : le méthyl-salicylate. Ainsi la plante peut émettre de l'acide salicylique à son environnement proche par voie gazeuse. Ce qui amène à de nouvelle voie de recherche la communication entre les plantes


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Florent


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