Signalisation des Composés Allélopathiques et des Strigolactones

 Les plantes synthétisent une infinité de métabolites spécialisés (autrefois dits secondaires) pouvant avoir des fonctions dans le développement et la croissance, dans la défense ou des fonctions écologiques (interactions avec les microorganismes du sol). L’équipe SAS travaille depuis de nombreuses années sur les strigolactones (SL), 9e classe d’hormone identifiée en 2008 pour leur rôle dans le contrôle de la ramification. Ces molécules, dérivés de caroténoïdes, étaient déjà connues pour leur rôle dans la rhizosphère. Elles agissent comme stimulants de la germination de graines de plantes parasites telles que les Orobanche et les Striga. Les SL ont aussi un rôle prépondérant dans l’établissement de la symbiose avec les champignons endomycorhiziens à arbuscules. Cette symbiose très ancienne, qui concerne plus de 80% des plantes terrestres actuelles,  a probablement joué un rôle déterminant dans la colonisation du milieu terrestre par les plantes il y a plus de 450 millions d’années.

Notre équipe a pour objectif l’étude des fonctions et des voies de signalisation des SL au cours de l’évolution et cherche à répondre aux questions suivantes : Comment les différentes fonctions des SL sont apparues au cours de l’évolution ? Quelle est la fonction ancestrale des SL ? Quel est le ligand perçu par l’ancêtre du récepteur des SL, la protéine KAI2 ? Comment ont évolué les récepteurs et les voies de signalisation des SL entre plantes non vasculaires et plantes vasculaires ?
Plus récemment, l’équipe développe un projet autour de l’allélopathie, qui se définit comme l’ensemble des interactions positives ou négatives entre plantes liées à la libération par les racines de métabolites spécialisés. L’objectif de l’équipe est d’identifier de nouveaux métabolites, et les gènes associés, impliqués dans les processus alléopathiques.


Modèles, outils et méthodes

Nos projets actuels se concentrent sur l’évolution des récepteurs des SL et des voies de signalisation chez les plantes vasculaires (Arabidopsis, pois), chez la mousse Physcomitrium patens et chez les plantes parasites du colza (Phelipanche ramosa) et du tournesol (Orobanche cumana). Le projet plus récent sur l’allélopathie utilise les nombreux avantages de l’espèce modèle Arabidopsis et les ressources génétiques disponibles pour identifier les gènes impliqués dans les interactions (positives et négatives) entre plantes par des approches de génétique d’association. Les métabolites impliqués dans ces interactions sont recherchés par l’analyse non ciblée des exsudats racinaires d’accessions et de mutants d’Arabidopsis.

Le développement de stratégies innovantes pour l’agriculture de demain avec la sélection de plantes adaptées à l’agroécologie se base sur les connaissances des défenses naturelles des plantes et des mécanismes moléculaires régulant leur interaction avec leur environnement. Nos projets s’insèrent complètement dans le contexte actuel de diversification des agrosystèmes et de réduction progressive des pesticides et des herbicides 1- pour la lutte contre les plantes parasites de la famille des Orobanchacea comme les Striga et les Orobanches qui sont dévastatrices en Afrique, dans les pays méditerranéens et commencent à poser de gros problèmes en France sur le colza (Phelipanche ramosa) et sur le tournesol (Orobanche cumana) 2- pour la sélection de variétés réprimant le développement de plantes adventices ou de génotypes adaptés aux associations végétales.