Il existe de nombreuses façons de vivre en parasite. Mais selon une nouvelle étude publiée dans Annals of Botany Selon Balios et al., toutes les plantes parasites dépendent d'un seul organe spécialisé pour l'infection, l'haustorium.

« L'haustorium est un organe unique que l'on ne trouve pas chez les espèces végétales non parasites », écrivent Balios et al., qui expliquent que le terme haustorium a été inventé au début du 19^th siècle « pour décrire les structures d'aspiration dans les spermatophytes qui vivent d'autres plantes » et est aujourd'hui couramment utilisé pour décrire la « structure d'infection composite entière » du parasite végétal, à l'exclusion des tissus de l'hôte.

On estime que 1 % des plantes terrestres utilisent un haustorium pour capter l'eau, les nutriments inorganiques et les molécules organiques de leurs hôtes. Il s'agit d'une greffe naturelle parfaite : une continuité complète entre l'hôte et les systèmes vasculaires parasites. Balios et al. ont axé leur étude sur la Cuscuta genre, qui comprend plus de 200 espèces parasites de plantes rouges, oranges ou jaunes et appartient à la famille des ipomées, Convolvulaceae.

Cuscuta, communément appelée cuscute ou amarbel, mais ayant également des noms populaires plus appropriés tels que étranglement, filet de sorcier et cheveux de sorcière, vivent dans les régions tempérées et tropicales, avec une plus grande diversité dans les régions subtropicales et tropicales. Cuscuta Les parasites sont intéressants car ils développent une continuité cytoplasmique et des connexions vasculaires avec un large éventail d'espèces diverses, notamment des herbes, des arbustes et des arbres. Or, ces espèces hôtes ne reconnaissent pas les cellules parasites comme étrangères, ce qui remet en question l'identité et la défense cellulaires. Les cultures peuvent également être des hôtes. En outre, lorsque des infections surviennent en milieu agricole, les conséquences sur le rendement et la qualité peuvent être désastreuses, affirment Balios et al.

C'est pourquoi des efforts de recherche considérables ont été, et sont encore, consacrés à déterminer comment limiter la distribution du parasite et atténuer l'impact de l'infection. L'initiation et la maturation de l'haustorium représentent des étapes critiques du cycle de vie d'une plante parasite, et leur compréhension est essentielle à la capacité de contrôler le parasite », écrivent Balios et al.

Cuscuta sont des parasites prolifiques capables de se connecter simultanément, via des dizaines, voire des centaines d'haustères, à une ou plusieurs plantes hôtes d'espèces différentes. Dans leur revue, Balios et al. se concentrent sur les connaissances actuelles concernant l'haustoriogenèse chez les Cuscuta Genre qui a fait l'objet de décennies de recherche sur l'architecture des haustoriums, ainsi que d'études moléculaires et de publications génomiques plus récentes. Cette revue couvre l'origine évolutive, l'initiation et la maturation, la dynamique des parois cellulaires et le transport des solutés.

L’une des questions les plus intéressantes abordées est de savoir comment Cuscuta trouve un hôte à infecter. Cuscutainfecte les pousses de l'hôte et ne peut donc pas compter sur les exsudats racinaires présents dans le sol pour trouver ses proies. Balios et al. présentent des preuves que Cuscuta utilise un stimulus tactile (thigmotropisme) pour détecter la présence de plantes. À l'appui de cette idée, Cuscuta tentera d'infecter des tiges et des bâtons métalliques lorsqu'il en aura l'occasion et s'infectera même lui-même dans un acte d'auto-cannibalisme.

Balios et al. présentent également des preuves solides de l'implication du phototropisme. La lumière rouge lointaine, naturellement enrichie sous un feuillage dense, induit un mouvement dans Cuscuta pousses et s'enroulent autour des tiges hôtes. De plus, la germination Cuscuta Les semis poussent vers la lumière rouge lointaine. Balios et al. écrivent que Cuscuta est attiré par la lumière rouge lointaine car elle « fournit au parasite un moyen efficace de détecter les zones à forte abondance d’hôtes, ou en d’autres termes, une végétation plus dense ».

Après Cuscuta Lorsqu'une bactérie détecte sa proie, l'infection est précipitée lorsque « de longues cellules tentaculaires flexibles, appelées « hyphes », commencent à se développer depuis son extrémité et ses côtés jusqu'aux tissus de l'hôte », écrivent Balios et al. Ces hyphes établissent des connexions avec les cellules vasculaires de l'hôte et, par conséquent, il existe une « vision émergente de l'haustorium comme étant une greffe naturelle et, par conséquent, une ressource précieuse pour l'amélioration des cultures par greffage », expliquent Balios et al.

Les auteurs comparent ensuite la mécanique et les mécanismes moléculaires de l’infection par l’haustorium avec la greffe artificielle pour éclairer la manière dont nous pourrions étendre nos capacités de greffe artificielle à diverses espèces végétales.

« Le fait que les plantes parasites aiment Cuscuta « Ils sont en outre capables de se connecter à une grande variété de plantes hôtes, tandis que la greffe [artificielle] ne réussit qu'avec une gamme très limitée d'espèces végétales, ce qui fait des processus qui se déroulent pendant l'infection haustoriale un trésor potentiel de gènes qui pourraient élargir les compatibilités de greffe », écrivent Balios et al.

Mais si la greffe de la nature est peut-être parfaite, notre compréhension ne l’est pas.

« Il reste encore beaucoup à faire pour élucider comment l’arsenal enzymatique Cuscuta « interagit avec les composants du développement et de l'immunité pour favoriser une croissance haustoriale réussie et l'invasion de l'hôte », écrivent Balios et al.

LIRE L'ARTICLE

Balios, VA, Fischer, K., Bawin, T. et Krause, K. (2025) « Un seul organe pour les infecter tous : l'haustorium de Cuscuta », Annals of Botany, 135(5), p. 823–840. Disponible à: https://doi.org/10.1093/aob/mcae208.

Image de couverture: canva.