La vie d’un chercheur en biologie végétale implique de longues heures en laboratoire,à concevoir et à suivre des expériences pour comprendre le fonctionnement du vivant.
Il est parfois utile de déconnecter l’ordinateur, de ranger les blouses et de chercher l’inspiration dans la nature.
Des chercheurs se sont aventurés dans les espaces verts environnants, à la recherche d’une plante discrète, une hépatique nommée marchantia polymorpha, qui pousse souvent dans les fissures des trottoirs.
« Nous travaillons avec des versions cultivées en laboratoire de ces espèces non florales, en les infectant avec des agents pathogènes provenant de plantes à fleurs. Nos collègues nous demandent souvent si elles sont naturellement infectées. Nous avons donc mis en place un petit projet parallèle pour vérifier cela. Des choses intéressantes ont commencé à se produire », explique un chercheur.
Une nouvelle étude scientifique publiée dans Current Biology souligne la nature fondamentale de la façon dont les plantes tombent malades et comment nous pourrions les aider à éviter l’infection par des microbes parasites, y compris certaines de nos principales cultures.
Ces plantes non florales ont divergé de leurs parents à fleurs il y a environ 500 millions d’années. Leurs génomes “moins complexes” et leurs exigences de croissance en font un modèle utile pour explorer la façon dont le règne végétal est diversement affecté par les agents pathogènes.
L’équipe a d’abord recherché des exemples de Marchantia polymorpha présentant des signes de maladie. À partir de ces plantes malades, ils ont utilisé des techniques de microbiologie pour isoler 40 souches de bactéries Pseudomonas, certaines pathogènes et d’autres non.
Ensuite, ils ont réinfecté des exemples de Marchantia polymorpha cultivés en laboratoire avec certaines de ces souches bactériennes.
Certaines des souches, identifiées par séquençage génétique, étaient une espèce appelée Pseudomonas viridiflava, un agent pathogène opportuniste connu des plantes à fleurs, jamais identifié auparavant chez les plantes non florales comme les hépatiques.
L’analyze génomique des souches pathogènes a révélé cinq gènes “effecteurs” bactériens, dont deux étaient communs à tous les agents pathogènes Pseudomonas et impliqués dans l’infection de l’hépatique.
Les chercheurs ont ensuite répété ces expériences pour infecter la plante modèle à fleurs Nicotiana benthamiana afin de montrer que le même mécanisme d’infection de base était utilisé par cet agent pathogène bactérien pour coloniser les plantes à fleurs et non florales.
« Nous pensons avoir trouvé le complément minimal d’effecteurs nécessaires pour infecter une plante, qu’elle soit à fleurs ou non. Cela implique que ces effecteurs ciblent des processus d’immunité très profondément conservés et potentiellement anciens chez les plantes. »
La possibilité d’utiliser Marchantia polymorpha comme espèce modèle pertinente pour les plantes à fleurs, y compris les cultures, ouvre des perspectives dans le domaine de l’immunité des plantes.
« Outre les perspectives évolutionnaires, l’utilisation de Marchantia présente des avantages pratiques : elle est petite et plus facile à cultiver que les plantes à fleurs et est haploïde, ce qui signifie qu’elle possède une seule copie du génome au lieu de deux, ce qui en fait un système plus rapide et plus rationalisé, tout en étant pertinent pour comprendre les aspects partagés de l’immunité et de l’infection dans le règne végétal. »
L’étude souligne l’importance de sortir pour découvrir la diversité de la nature.