DÉCRYPTAGE DU DIALOGUE TRICHOFERME-PLANTE, IMPORTANCE DES EXSUDATS RACINAIRES

Figure 1.

Trichoderma-La croissance et la défense des plantes induites par Trichoderma dépendent des exsudats racinaires.

Les compromis croissance/défense chez les plantes sont modulés pendant les interactions biotiques. Cela permet aux transitions de développement vers la floraison de se dérouler et de justifier la production de graines. Étant donné que Trichoderma déclenche à la fois l'immunité des plantes et la promotion de la croissance, il est difficile de déterminer si ces programmes, qui sont intrinsèquement coûteux, peuvent être liés. En outre, il est possible que les racines colonisées par les champignons aient un métabolisme amélioré pour répondre à la demande énergétique de la symbiose. On a constaté que l'exsudation d'hydrates de carbone par les racines de plants de tomates augmente en réponse à T. atroviride et que les sucres peuvent agir comme une réponse chimiotactique positive pour attirer les hyphes (11), comme indiqué dans la figure 1. De manière cohérente, le champignon exprime une invertase intracellulaire (Triat51014) et deux transporteurs de saccharose putatifs (Triat226844 et Triat83012) pour utiliser le carbone d'origine végétale. En revanche, T. virens absorbe le saccharose via un transporteur de saccharose et l'hydrolyse grâce à une invertase intracellulaire, ce qui permet une croissance rapide grâce à l'énergie fournie par ce disaccharide (12).

Les preuves moléculaires permettent d'expliquer comment Trichoderma modifie ses signatures métaboliques lors de la détection des exsudats racinaires. Villalobos-Escobedo et al. (2020) sont allés plus loin en démontrant que l'expression des gènes codant pour les enzymes impliquées dans la dégradation des glucides complexes tels que la cellulose ou la chitine avant la colonisation des racines est compromise chez les mutants de T. atroviride défectueux sur la NADPH oxydase, une enzyme directement impliquée dans la production d'espèces réactives de l'oxygène. La mutation des gènes correspondants n'affecte pas seulement la formation de racines latérales et la production de biomasse dans la plante hôte, mais aussi les réactions de défense déclenchées et le comportement saprophyte du champignon pour acquérir et utiliser les sucres simples disponibles dans les exsudats racinaires (3).

Figure 2.

La question de savoir si les caractéristiques des plantes qui sous-tendent la production élevée de biomasse dans les interactions avec les microbes dépendent essentiellement du dioxyde de carbone émis a été largement débattue. Il est certain que le dioxyde de carbone est un réactif majeur pour la photosynthèse et qu'il devrait expliquer l'augmentation de la biomasse. Néanmoins, une communication étroite dépend de la composition moléculaire des mélanges volatils. En testant la croissance et le développement des plantes dans des boîtes de Pétri divisées pour évaluer l'interaction champignon-plante via les volatiles (Fig. 2), nous avons dévoilé le rôle critique du 6-PP pour la production de biomasse végétale, influençant directement les réponses hormonales, et le transport longue distance des sucres entre les pousses et les racines (Esparza-Reynoso et al. soumis). Elle soutient l'idée qu'une boucle de régulation de la distribution des sucres dépendant de la photosynthèse, du statut carbone de la pousse et de la perception des métabolites fongiques est critique pour la mitose dans les méristèmes racinaires. Il est intéressant de noter que les champignons qui favorisent la croissance des plantes, y compris les souches de Trichoderma et Serendipita indica et S. williamsii , favorisent fortement la photosynthèse par le biais de mélanges de substances volatiles et non de composés uniques (13, 14). La rétro-inhibition de la fixation du dioxyde de carbone due à des niveaux élevés de sucre ne se produit apparemment pas dans les feuilles exposées aux volatiles fongiques, peut-être en raison d'un déséquilibre hormonal. Les plantes ne sont pas seules, elles dépendent de leurs symbiotes fongiques pour survivre et prospérer. Le temps est venu de traduire les connaissances actuelles dans la mise en œuvre de Trichoderma pour des applications sur le terrain.