Caractériser le dialogue précoce entre les plantes hôtes et les OOmycètes pathogènes: approches biologiques et physiques – COOL

Réduire l’impact environnemental des traitements chimiques et maitriser les épidémies constituent un double impératif de l’agriculture moderne. Dans le sol, la maladie d’une plante débute par l’interaction entre les cellules racinaires et un agent pathogène. Un dialogue moléculaire s’établit et conduit successivement à l'attraction du pathogène vers l'hôte, l’adhésion et l’agrégation, l’association à des microorganismes telluriques, la pénétration puis la colonisation des tissus végétaux. Ces dernières années, l’avancée des connaissances a principalement concerné les étapes de pénétration et de colonisation. Pour les évènements en amont, les mécanismes de régulation restent à caractériser. COOL est un projet qui explore la communication précoce établie entre plantes hôtes, agents pathogènes de la classe des oomycètes et bactéries du sol. Il se focalise sur les étapes d’attraction, et d’agrégation. Les oomycètes du genre Phytophthora sont une classe majeure d'agents phytopathogènes, à fort impact dans les agro- et écosystèmes. Ils se disséminent sous la forme de cellules mobiles et biflagellées, les zoospores qui lors de la phase d’attraction nagent vers les plantes. Des travaux préalables ont montré que lors de l’interaction entre Arabidopsis thaliana et Phytophthora parasitica, les zoospores se dirigent et s’agrègent préférentiellement à la surface de la zone d'élongation des racines, dont l’activité physiologique génère des gradients cationiques. Ils ont également montré que l’application in vitro de gradients ioniques dans des dispositifs microfluidiques suffit à contrôler la nage des zoospores et provoque leur agrégation. A l’aide du modèle d’interaction racinaire Arabidopsis thaliana-Phytophthora parasitica-bactéries telluriques, le projet COOL explore l’hypothèse selon laquelle les gradients ioniques générés par la plante dans la rhizosphère conditionnent l’attraction et l’agrégation des zoospores au site d’infection, et également la maladie. COOL est focalisé sur la caractérisation du rôle des gradients de protons dans la régulation du signal d’attraction. Les objectifs sont, d’une part, de caractériser les pompes à protons de la plante hôte qui régulent le comportement des zoospores et des bactéries autour de la zone d’élongation de la racine, et d’autre part, de comprendre leur mode d’action. Cool est un projet interdisciplinaire qui rassemble une expertise dans les domaines de la biologie et la génétique des interactions plantes-oomycètes, la biophysique des biofilms, la microfluidique et la physique du déplacement des spores, l’homéostasie du pH et l’électrophysiologie du transport membranaire ionique. COOL contribuera à comprendre l’adaptation des oomycètes à l’environnement racinaire pour se diriger vers un hôte. Il fournira des nouveaux outils et des méthodes d’analyse des interactions racinaires. A terme, ces recherches pourraient aider à l’essor de solutions pour la gestion des maladies du sol.