Le blocage de la biosynthèse des strigolactones canoniques par TIS108, un inhibiteur enzymatique spécifique, a considérablement réduit l’infestation de Striga sans affecter la croissance du riz.
Dans le cadre d’une approche à plusieurs volets pour prévenir les infestations par la plante parasite Striga hermonthicales chercheurs élucident le rôle des hormones végétales, connues sous le nom de strigolactones (SL).
Les cultures céréalières libèrent des SL qui régulent l’architecture des plantes et jouent un rôle dans d’autres processus liés au développement des plantes et à la réponse au stress. Les SL libérés par les racines des plantes attirent les champignons mycorhiziens, qui fournissent des éléments nutritifs aux plantes. Mais les strigolactones induisent également la germination et l’invasion par la plante parasite Strige, avec de graves impacts sur la production agricole, en particulier sur les rendements céréaliers en Afrique.
Dans une découverte importante, l’équipe a récemment montré que les SL canoniques n’affectent pas l’architecture des plantes chez le riz.
Les chercheurs ont utilisé la technologie CRISPR/Cas9 pour générer des lignées de riz sans SL canoniques et les ont comparées à des plantes de type sauvage. Les phénotypes des pousses et des racines ne différaient pas significativement entre les mutants et le type sauvage, indiquant que les SL canoniques ne sont pas des régulateurs majeurs de l’architecture du riz.
« Savoir quels SL régulent l’architecture des plantes et d’autres fonctions, telles que l’établissement d’une symbiose avec des champignons mycorhiziens bénéfiques ou l’invasion par des plantes parasites des racines, nous permettra d’optimiser et de concevoir un trait sans affecter les autres », explique Jian You Wang, postdoctorant à Al -Le laboratoire de Babili.
La recherche a montré que les SL canoniques contribuent à une symbiose avec les champignons mycorhiziens et jouent un rôle majeur dans la stimulation de la germination des graines chez les mauvaises herbes parasites des racines.
« La diminution de leur niveau, voire l’arrêt complet de leur biosynthèse, peut réduire considérablement les dommages causés par Striga et d’autres plantes parasites des racines sans provoquer de graves changements architecturaux des plantes ou avoir un impact négatif important sur la mycorhization des plantes », explique Wang.
La modulation de la teneur en SL par l’édition de gènes est une solution à long terme, mais l’application d’inhibiteurs spécifiques de la biosynthèse des SL peut conduire beaucoup plus rapidement à des plantes céréalières dépourvues des strigolactones canoniques.
L’équipe a entrepris d’identifier les produits chimiques qui inhibent la biosynthèse canonique des SL dans le riz. Ils ont trouvé un inhibiteur d’enzyme chimique TIS108 considérablement réduit Striga infestation sans affecter la croissance des plantes ou le rendement en grain.
Ils ont également testé l’effet de TIS108 sur le riz Indica et le sorgho, deux cultures majeures Striga- régions infestées d’Afrique. Encore une fois, ils ont observé une baisse Striga activité de germination à partir des exsudats racinaires isolés des plantes traitées.
Al-Babili affirme que l’application directe de TIS108, ainsi que l’utilisation de l’édition de gènes, représentent des stratégies prometteuses pour atténuer la menace posée par Striga et d’autres plantes parasites des racines à la sécurité alimentaire mondiale.
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Ito, S., Braguy, J., Wang, JY, Yoda, A., Fiorilli, V., Takahashi, I., Jamil, M., Felemban, A., Miyazaki, S., Mazzarella, T., Chen , G.-TE, A. Shinozawa, A. Balakrishna, L. Berqdar, C. Rajan, S. Ali, I. Haider, Y. Sasaki, S. Yajima, K. Akiyama. , Lanfranco, L., Zurbriggen, MD, Nomura, T., Asami, T. et Al-Babili, S. (2022) « Les strigolactones canoniques ne sont pas le principal déterminant du tallage mais des signaux rhizosphériques importants dans le riz, » La science avance, 8(44). Disponible sur : https://doi.org/10.1126/sciadv.add1278.
