Séminaire Dr Guillaume Brun
Deux semaines pour survivre : mécanismes moléculaires harmonisant le conditionnement, la germination, et l’haustoriogénèse chez les adventices parasites de la famille des Orobanchacées - Lundi 7 septembre 2026 11h00, INRAE, Versailles
Certaines plantes se sont spécialisées en adventices entièrement parasites prélevant l’eau, les nutriments et les macromolécules des plantes cultivées grâce à une structure-clé d’absorption, l’haustorium, causant ainsi d’importantes pertes de rendement. Le parasitisme s’est accompagné de nombreuses adaptations moléculaires et fonctionnelles affectant le développement des graines et des plantules chez les parasites obligatoires de la famille des Orobanchacées. Les graines doivent subir une période de conditionnement, à l’issue de laquelle leur germination dépend de composés dérivés de l’hôte, telles que les strigolactones. Les plantules développent ensuite un haustorium après perception de facteurs inducteurs de l’haustoriogénèse (HIFs) issus de l’hôte, leur permettant d’atteindre un hôte en quelques jours avant d’épuiser leurs propres ressources. Une précision spatiotemporelle remarquable est donc nécessaire à la succession de ces étapes développementales, dont les fondements moléculaires demeurent toutefois largement inconnus.
En intégrant des données transcriptomiques de graines provenant de 13 espèces d’Orobanchacées présentant différents degrés de dépendance à l’hôte pour leur germination, un modèle stationnaire d’Ornstein-Uhlenbeck a permis d’identifier des ensembles de gènes caractérisés par une faible conservation de leur expression et discriminant les espèces selon leurs besoins vis-à-vis de l’hôte. Nous avons également combiné une approche transcriptomique temporelle à une quantification ciblée des gènes et des hormones dans des graines de plantes parasites au cours de la germination induite par l’hôte. Nous avons ainsi montré que les variations transcriptionnelles limitées observées aux premiers stades de la réponse au stimulant de germination modulent la biosynthèse et la signalisation de l’acide abscissique (ABA) et des gibbérellines. Nous avons constaté qu’une diminution précoce des teneurs en ABA contrôle la signalisation en aval, avec un rôle prédominant de la désacétylation des histones et une diminution significative des cytokinines bioactives. Enfin, nous avons démontré, contrairement au paradigme actuel, que le développement de l’haustorium est naturellement indépendant de l’hôte chez les adventices parasites, les plantules produisant leurs propres HIF de manière dose-dépendante. Une analyse temporelle par HPLC-MS a mis en évidence une augmentation des cytokinines bioactives au cours du développement des plantules. Nous avons également montré que de nouvelles classes d’HIFs, notamment les phytostérols, les quinones et les flavonoïdes, agissent de manière synergique à des concentrations hormonales. Ces résultats, associés aux données transcriptomiques, suggèrent que la néosynthèse de lignine au cours du conditionnement constitue une étape préparatoire à la production de HIF biologiquement actifs via un stress oxydatif post-germinatif.
Nos travaux mettent ainsi en lumière les principaux processus moléculaires à l’œuvre au cours des deux premières semaines critiques allant du conditionnement des graines jusqu’au développement de l’haustorium, et invitent à réévaluer notre compréhension des mécanismes de communication allélopathique entre les Orobanchacées parasites et leurs plantes hôtes.
Dr. Guillaume Brun, "Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologie" US2B, Nantes Université, Nantes
Invitation: Sandrine Bonhomme, équipe : équipe "Signalisation des Composés Allélopathiques et des Strigolactones" SAS
Séminaire relatif à la recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.
En intégrant des données transcriptomiques de graines provenant de 13 espèces d’Orobanchacées présentant différents degrés de dépendance à l’hôte pour leur germination, un modèle stationnaire d’Ornstein-Uhlenbeck a permis d’identifier des ensembles de gènes caractérisés par une faible conservation de leur expression et discriminant les espèces selon leurs besoins vis-à-vis de l’hôte. Nous avons également combiné une approche transcriptomique temporelle à une quantification ciblée des gènes et des hormones dans des graines de plantes parasites au cours de la germination induite par l’hôte. Nous avons ainsi montré que les variations transcriptionnelles limitées observées aux premiers stades de la réponse au stimulant de germination modulent la biosynthèse et la signalisation de l’acide abscissique (ABA) et des gibbérellines. Nous avons constaté qu’une diminution précoce des teneurs en ABA contrôle la signalisation en aval, avec un rôle prédominant de la désacétylation des histones et une diminution significative des cytokinines bioactives. Enfin, nous avons démontré, contrairement au paradigme actuel, que le développement de l’haustorium est naturellement indépendant de l’hôte chez les adventices parasites, les plantules produisant leurs propres HIF de manière dose-dépendante. Une analyse temporelle par HPLC-MS a mis en évidence une augmentation des cytokinines bioactives au cours du développement des plantules. Nous avons également montré que de nouvelles classes d’HIFs, notamment les phytostérols, les quinones et les flavonoïdes, agissent de manière synergique à des concentrations hormonales. Ces résultats, associés aux données transcriptomiques, suggèrent que la néosynthèse de lignine au cours du conditionnement constitue une étape préparatoire à la production de HIF biologiquement actifs via un stress oxydatif post-germinatif.
Nos travaux mettent ainsi en lumière les principaux processus moléculaires à l’œuvre au cours des deux premières semaines critiques allant du conditionnement des graines jusqu’au développement de l’haustorium, et invitent à réévaluer notre compréhension des mécanismes de communication allélopathique entre les Orobanchacées parasites et leurs plantes hôtes.
Dr. Guillaume Brun, "Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologie" US2B, Nantes Université, Nantes
Invitation: Sandrine Bonhomme, équipe : équipe "Signalisation des Composés Allélopathiques et des Strigolactones" SAS
Séminaire relatif à la recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.
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