L'été dernier, ma femme a cultivé du chou frisé dans son jardin, estimant que ce serait bon pour sa santé. Heureusement, au moment de la récolte, ses feuilles formaient un treillis de dentelle. Une bonne nouvelle pour la faune et pour tous ceux qui détestent le chou frisé. Mais il y a une énigme. Le goût amer qui me fait tant détester les choux fait partie des défenses de la plante contre les insectes. Alors, comment les chenilles peuvent-elles grignoter les feuilles sans difficulté ? Martin et Reymond ont étudié cette question dans une nouvelle étude publiée dans Usine directe et la réponse est dans la morsure de la chenille.
C'est un problème qui mérite d'être étudié. Le marché mondial des choux devrait d'une valeur de plus de quarante milliards de dollars cette année. Mais c'est un marché assiégé par des nuisibles comme Spodoptera littoralis, le ver du coton, qui – contrairement à son nom – mange volontiers plantes de plus de quarante familles. En plus de cela, il y a des spécialistes comme le papillon blanc du chou, Chou pieris, qui recherchent les crucifères car elles se sont tellement adaptées à leur environnement qu'elles ne peuvent survivre sur d'autres plantes. Elles encaissent les morsures des plantes, morsure après morsure. Alors, que se passe-t-il quand on croque un crucifère ?
Les botanistes pensaient que les plantes détectaient les dégâts et déclenchaient des alarmes chimiques comme acide jasmoniqueCela active les gènes défensifs, produisant des composés toxiques et des parois cellulaires plus résistantes pour repousser l'agresseur. Les chenilles, à leur tour, auraient leurs propres défenses contre ces attaques.
Les attaques des chenilles ne se limitent pas à des dégâts physiques. Elles produisent aussi de la salive, et les botanistes pensent que les plantes peuvent détecter cette salive pour activer leurs défenses plus rapidement. Mais si les plantes peuvent utiliser la salive des chenilles, les chenilles peuvent-elles l'utiliser aussi ? Martin et Reymond ont décidé d'examiner les sécrétions orales des chenilles pour voir si elles contenaient des effecteurs, des substances chimiques qui sabotent les défenses des plantes.
La façon dont ils ont testé cela était en simulant des morsures de chenilles sur un Arabidopsis thaliana plante. Arabidopsis thaliana Ce n'est pas un chou, mais il appartient à la même famille. Il est également extrêmement bien étudié, ce qui facilite le suivi des gènes lors des piqûres. Dans ce cas précis, ils ont pu étudier des milliers de gènes simultanément.
Les piqûres étaient des perforations d'un millimètre, semblables à celles d'une jeune chenille. Martin et Reymond ont ensuite ajouté deux microlitres de Chou pieris salive, Spodoptera littoralis de la salive, ou simplement de l'eau pure. Cette eau pure leur permettrait d'observer les défenses provoquées par les seuls dommages physiques. Toute défense supplémentaire provoquée lors des deux autres tests aurait alors dû être causée par la salive supplémentaire. Trois heures et vingt-quatre heures après les « morsures », ils ont effectué des tests d'ARN.
L'analyse de l'ARN est essentielle. Les gènes sont tous codés dans l'ADN, mais ils n'ont d'effet que s'ils produisent des copies d'ARN qui migrent vers les ribosomes pour commencer à fabriquer des protéines. Il ne suffit pas que le gène soit présent, il doit être « activé » pour avoir un effet. Ainsi, découvrir l'ARN présent nous permet de savoir quels gènes ont réellement un effet.
Martin et Reymond ont découvert que les dommages affectaient à eux seuls 800 gènes, mais la situation a radicalement changé lorsque la plante a détecté la salive de chenille. Plus de 5000 XNUMX gènes ont alors été affectés, amplifiant les réactions aux blessures et déclenchant des réactions de stress. Mais parmi toutes ces alarmes de défense, quelque chose s'est tu. La salive semble bloquer l'expression des gènes impliqués dans le renforcement de la paroi cellulaire et la production de glucosinolates aliphatiques.
Les glucosinolates aliphatiques constituent les défenses chimiques de la plante. Lorsque vous goûtez du raifort amer ou de la moutarde, ce sont ces composés qui tentent de vous convaincre qu'en manger davantage est une très mauvaise idée. Ils sont activés par l'enzyme myrosinase. Les cellules végétales intactes séparent ces deux composants, mais lorsqu'une paroi cellulaire est brisée par une morsure de chenille, ils s'associent pour créer leur charge toxique. En inhibant la capacité de la plante à produire des glucosinolates aliphatiques, les chenilles éliminent le danger avant même qu'il ne soit apparu.
Un autre champ de bataille concernait la cicatrisation des plaies. Martin et Reymond ont découvert que la salive bloquait également le FRE114 Gène. Ce gène aide la plante à cicatriser ses blessures. L'effet combiné est que, lorsque de nouvelles chenilles commencent à manger une feuille, celle-ci devient beaucoup plus accueillante envers toutes ses congénères. La feuille est alors dépouillée.
L'intérêt de cette recherche réside dans le fait qu'elle révèle à quel point cette course aux armements moléculaires est devenue sophistiquée. Depuis des décennies, les sélectionneurs de plantes tentent de garder une longueur d'avance sur les ravageurs en renforçant les défenses des plantes, mais ils constatent que les chenilles finissent par s'adapter. Nous comprenons désormais pourquoi la bataille est si difficile. Les défenses ne servent à rien si les chenilles n'ont pas à les affronter. C'est clairement une approche efficace, car les ravageurs spécialistes et généralistes ont adopté la même stratégie.
Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives de recherche. Les scientifiques peuvent désormais traquer les molécules effectrices spécifiques présentes dans la salive des chenilles et qui désactivent les défenses des plantes, ce qui pourrait conduire à des contre-mesures ciblées. Ils pourraient également rechercher des variétés de plantes naturellement résistantes à ce sabotage moléculaire. Cependant, cela prendra probablement du temps, et je ne risque donc pas encore de manger du chou frisé.
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Fernandez Martin, A. et Reymond, P. (2025) « Impact des sécrétions orales de lépidoptères sur le transcriptome d'Arabidopsis thaliana », Plant Direct, 9(6), p. e70085. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1002/pld3.70085.
Image de couverture : Chenille de piéride du chou. Photo : Andrew Waugh / Getty Images / Canva.
