Déchiffrer les mécanismes génétiques de la résistance naturelle des plantes pour lutter contre les ravageurs des plantes
Les nématodes des nodosités des racines (NNR) constituent une menace majeure pour les racines des arbres fruitiers à noyau, notamment ses favoris comme le pêcher, l’amandier et le prunier. L’infection provoque des gonflements sur les racines, vidant l’arbre de ses nutriments. Le projet IMMUNE, financé par l’UE, a travaillé sur un gène de résistance, Ma, pour le contrôler. L’équipe de l’entreprise hôte, l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement en France, a isolé le gène chez le prunier, Prunus cerasifera, qui confère une résistance totale à de nombreuses espèces de NNR. Le gène Ma est un membre de la famille des gènes TNL, qui possède une extension énorme et unique de cinq exons terminaux répétitifs, d’où sa grande importance. Chacun de ces cinq domaines dits PL ou leurs associations pourraient agir comme des récepteurs originaux qui détectent les protéines sécrétées par le nématode.
Déplacer les domaines génétiques pour détecter ce qui est indispensable
L’équipe a mis au point une méthode de transformation des racines de prunier qui permet de déterminer le rôle fonctionnel d’une combinaison donnée de domaines. Il n’a cependant pas été possible d’obtenir des racines transgéniques portant certaines combinaisons. «Nous avons sous-estimé le temps nécessaire pour générer le tableau complet des associations de modules et donc, la détection de ce qui est indispensable», explique Daniel Esmenjaud, coordinateur du projet. Les chercheurs se sont également intéressés à la manière dont les cinq domaines PL répétés dans Ma contribuent à la résistance aux nématodes chez les pruniers. Ils ont identifié des moyens par lesquels ils peuvent interagir entre eux et avec d’autres domaines PL aux niveaux intra et intermoléculaires pour activer l’immunité des plantes. «À ce stade de nos recherches, les résultats ne sont pas assez complets pour nous permettre de faire avancer ces développements appliqués autrement que par des techniques de sélection classiques basées sur l’hybridation», précise Daniel Esmenjaud. «L’hybridation permet de valoriser le Ma et les autres gènes de résistance que nous avons identifiés chez les espèces de Prunus pour la création de matières végétales hautement performantes.»
Mieux comprendre la spécificité de la résistance
L’équipe marque désormais une pause dans le projet IMMUNE et a commencé à travailler sur un axe de recherche complémentaire. «Nous souhaitons développer une approche comparative en utilisant la génétique d’association», explique Daniel Esmenjaud. Une cartographie d’association étudie les gènes identiques dans une population entière. Chez le prunier P. cerasifera, les séquences du gène Ma contrôlent soit toutes les espèces de NNR évaluées, soit aucune. L’équipe a récemment identifié, dans certains génotypes d’amandes, des séquences de gènes orthologues Ma qui présentent un spectre de résistance incomplet et recherche le nombre maximum de ces séquences orthologues Ma au sein des espèces de Prunus. La comparaison des séquences Ma devrait révéler les régions impliquées dans la résistance à une ou plusieurs espèces de NNR. Comme le prédit Daniel Esmenjaud: «Déchiffrer la localisation et la spécificité des déterminants ou des motifs qui sous-tendent le spectre de résistance du NNR devrait ouvrir la voie à la conception de nouvelles résistances.» Cette recherche a été entreprise avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie.
Mots‑clés
IMMUNE, gène, Prunus, racines poilues, spectre de résistance, arbres fruitiers à noyau, gène Ma, nématodes des nodosités des racines
