Mécanismes de défense des plantes Flashcards
résistance des plantes
réaction de défense de la plante contre les pathogènes
Cycle de l’exploitation de la résistance
monoculture favorise la propagation des épidémies -> utilisation intensive de pesticides -> pollution des sols donc nécessité de trouver des nouveaux moyens de lutte
interaction plante-pathogène
- interaction compatible (plante sensible)
-> pénétration AP
-> maladie - interaction incompatible (plante résistance)
->non-pénétration = résistance passive
OU
-> pénétration (arrêt) = résistance induite
maladie est une exception
défenses des plantes
- barrières physiques (épines, paroi, pièges…)
- barrières chimiques (molécules anti microbiennes)
-> présentes AVANT l’infection = R passive (constitutive) = chez toutes les plantes (juste Blanc traverse)
-> induites par l’infection (créer) = R induite (active) = pas toutes les plantes
R induite (2 niveaux)
1er effet = au niveau local
-> parois se renforcent
-> tissus se nécrosent
2e effet = niveau systémique
-> amplification de la réponse à toute la plante
-> résistance à de nombreux pathogènes (perte de la spécificité)
résistance passive -> barrières physiques préexistantes
ÉPIDERME
- isole le parenchyme du milieu extérieur
- formé de cellules vivantes recouvertes d’une épaisse paroi = première barrière importante
- recouvert par la cuticule = imperméabilise la feuille + rend les feuilles coriaces et donc difficilement ingérable par les herbivores
résistance passive -> barrières physiques préexistantes
CUTICULE = cutine + cires
- épaisseur variable
- régulée par différents facteurs (froid, sécheresse, hormones, blessures, carences minérales…)
- cutine = polymère d’ag = imperméable
- cires = alcool, ag, terpènes (antimicrobiens)
- rôle contre les AP :
-> limite rétention d’eau = retarde/empêche germination des spores
-> barrière contre les AP dépourvus de cutinases (ex: ascomycètes) (cutinases = dégradation = infection , pas cutinases = trouver un autre chemin comme blessure ou stomates)
résistance passive -> barrières physiques préexistantes
ÉPINES
- écorchent animaux au passage
résistance passive -> barrières physiques préexistantes
TRICHOMES (POILS)
- constituent un obstacle à l’adhésion des spores
- certains peuvent s’enrouler autour des bactéries
- poils et épines contiennent des substances inhibitrices (type phénol)
trichomes glandulaires produisent un exsudat collant = piège insectes
résistance passive -> substances chimiques préexistantes (rôles 3x)
RÔLES
- empêchent germination
- inhibent toxines de champignons/enzymes microbiens
- empêchent pénétration
résistance passive -> substances chimiques préexistantes
SUBSTANCES CHIMIQUES PRÉ-FORMÉES
- composés phénoliques
- huiles
- tannins
- enzymes à potentiel anti microbien
3 étapes de la résistance induite
- reconnaissance de l’AP par la plante
- transmission du signal au noyau
- activation du génome
reconnaissance du signal -> mécanisme d’activation
MISE EN ÉVIDENCE
spores mortes ou vivantes
- plante reconnaît certaines molécules des spores = R à l’AP
reconnaissance du signal -> les éliciteurs
- interaction compatible = pas de reconnaissance de l’AP ou trop tardive = maladie
- interaction incompatible = reconnaissance de l’AP grâce à la présence de molécules élicitrices (éliciteurs) = signal = R induite
Définition éliciteurs
- molécules qui entraînent la mise en place de nouveaux mécanismes de défenses = production de nouvelles molécules de défense (ex: cutinases)
- reconnus par des récepteurs très spécifiques de la membrane plasmique
ABIOTIQUES
induits par radiation UV, métaux lourds, stress osmotiques, blessures mécaniques
BIOTIQUES
- exogènes = viennent de l’AP (toxines fongiques, protéines bactériennes…) (fragment de chitine provenant des membranes de l’AP)
- endogènes = viennent de la plante (fragment pectique de la paroi dégradée par la pectinase)
- donc possible d’induire une réaction de défense en absence d’AP -> juste en appliquant éliciteurs = mimer une infection
transmission du signal -> messagers secondaires
- agissent à plusieurs niveaux
- ex: H2O, éthylène, acide salicylique, protéines phosphorylées, Ca2+…
transmission du signal -> Calcium
- reconnaissance éliciteurs = dépolarisation membrane = activation canal Ca = calcium entre dans le cytoplasme = complexe Ca-Calmoduline
- complexe agit avec les protéines et a une fonction de messager secondaire
- dépolarisation membrane = burst oxydatif car Ca active 2 enzymes (NADPH oxidase et Superoxyde dismutase)
- enzymes causent réactions qui produisent des composés très toxiques (H2O2 et O2-) = mort cellulaire programmée = empêche la progression de l’infection
transmission du signal -> protéines phosphorylées
CASCADE DE RÉACTIONS
complexe Ca-Calmoduline = active la protéine kinase (qui agit comme messager secondaire) = et qui fait la phosphorylation protéique = plusieurs messagers secondaires
transmission du signal -> éthylène
rôle non indispensable mais complémentaire en tant que messager secondaire ET dans la résistance systémique
transmission du signal -> acide salicylique
est produite au site d’infection local (donc dans la cellule infectée)
- agit comme messager secondaire ET dans la R systémique (active le noyau de toutes les cellules de l’organisme)
activation du génome
noyau reçoit le signal = synthèse protéique de nouvelles molécules qui n’existaient pas (ex: phytoalexines et protéines PR)
- activation et transcription du génome
Défense induite -> barrières structurales néo-formées
- modification des parois très rapide après l’infection:
- boucher les trous fait par les enzymes de dégradation des AP = CALLOSE
- empêcher la diffusion de composés entre l’hôte et l’AP
- barrière mécanique contre la progression de l’AP = PAPILLE (callose + lignine)
Défense induite -> barrières chimiques néo-formées
Nouvelles substances anti microbiennes = composés phénoliques = PHYTOALEXINES
- très toxiques donc doit pas s’accumuler dans la cellule
- stocker dans membranes, vacuoles, aa, sucres
- modes d’action de certains pesticides
- dernier recours
4 fonctions des phytoalexines
- inhibent la germination des spores
- inhibent la croissance mycélienne
- inhibent les enzymes fongiques
- répriment la production de toxines fongiques
Défense induite -> barrières chimiques néo-formées
Nouvelles SUBSTANCES ENZYMATIQUES
- chitinase = dégradent paroi du champignon = fragments de chitine = éliciteurs exogènes
- glucanases
- protéines PR
- PAL = production lignine = renforcement paroi cellule plante
Défense induite -> réponse hypersensible (HR)
- première réponse mise en place (1h)
- nécrose des cellules infectées et adjacentes
- cellules meurent dès qu’elles sont pénétrées = hypersensible
- mort cellulaire empêche la relation plante-pathogène
- AP n’a pas de moyen de nutrition donc ne se développe pas
- nécrose des cellules autour empêche la propagation de l’AP
- AP est emprisonné
Résistance induite -> Réponse systémique acquise
ACIDE SALICILYQUE (production au niveau de l’endroit de l’infection)
- migre dans la plante pour activer le génome de toutes les autres cellules
ou
ETHYLÈNE / ACIDE JASMONIQUE
- ressemble à une «immunisation de la plante»
- peut être induite en absence d’AP (traitement de la plante avec des messagers secondaires)
- protection à long terme une fois activée
élicitation et dépense énergétique
- produits constitués d’électeurs exogènes ou endogènes (ex:chitine) = cascades de réactions (production de bcp de nouvelles molécules) = mise en place de la réaction de défense en absence de l’AP = consommation énergie au détriment de la croissance
- produits constitués par messagers secondaires (ex: acide salicilique) = réponse latente (pas de nouvelles molécules… plante attend) = mise en place de réaction de défense en présence de l’AP = sauvegarde énergétique
applications agronomiques
produits commerciaux stimulateurs des défenses des plantes
- stimulateurs des défenses des plantes synthétiques (ex: BTH)
- stimulateurs de défense naturels (ex: algue marine, chitine, silice, verre de terre)
