Je me suis attaqué à un problème. De temps en temps, on me demande "Qu'est-ce que la botanique?" C'est assez simple à répondre, c'est la science des plantes – mais ce n'est pas une réponse très satisfaisante. Il y a des botanistes qui travaillent avec des plantes, mais il y en a beaucoup d'autres qui travaillent avec des cellules, des agents pathogènes ou des écosystèmes entiers. Les botanistes doivent pouvoir travailler avec bien plus que des plantes. Il vaudrait peut-être mieux dire que la botanique est une science qui commence par les plantes. Un article est sorti récemment qui illustre bien cela. Réseaux moléculaires dans l'holobionte phytopathogène par Nobori, Mine et Tsuda m'ont présenté un nouveau mot qui capture une partie de cela - holobionte.
Qu'est-ce qu'un holobionte ?
Nous devons commencer par la symbiose. Symbiose décrit une relation entre deux ou plusieurs organismes. Pour les botanistes, un exemple évident est la symbiose entre les champignons mycorhiziens et les plantes. Les champignons s'associent aux racines des plantes. Ils transmettent des nutriments comme l'azote et le phosphore et les plantes transmettent en retour des sucres aux champignons. En échangeant des ressources, les deux organismes bénéficient tous les deux de la relation. Les deux organismes sont des symbiotes et l'ensemble est un holobionte.
Ce n'est pas seulement la symbiose mutuelle qui crée un holobionte. Bordenstein et Théis définissent un holobionte comme « chaque macrobe et ses nombreux associés microbiens ». Cela comprendrait les parasites et les agents pathogènes. Cela peut sembler une définition assez large. Pitlik et Koren déclarent : «Tous les humains, animaux et plantes sont des holobiontes.” Si tel est le cas, alors que signifie le mot holobionte dites-nous?
La différence entre un holobionte et une collection d'organismes
La raison pour laquelle un holobionte est un concept utile n'est pas seulement qu'un organisme vit avec d'autres organismes, il s'agit également de la nature d'une interaction entre eux. Lorsqu'une vache mange de l'herbe, elle n'est pas un holobionte car, à part l'une qui mange l'autre, il n'y a pas beaucoup d'interaction. Dans leur article, Nobori et ses collègues montrent qu'il se passe quelque chose de différent entre les plantes et les agents pathogènes.
Certains microbes voient les plantes comme une cible. Ils sont une ressource à piller pour permettre la reproduction. Les plantes préféreraient que cela n'arrive pas. Alors quand un agent pathogène attaque puis les cellules végétales libèrent phytohormones appeler à l'aide. Ce n'est pas bon pour l'agent pathogène, donc les agents pathogènes envoient leurs signaux dans la plante pour confondre ou confondre la capacité de la plante à répondre à l'attaque. C'est un outil utile à déclencher lorsque vous trouvez quelque chose à attaquer. Qu'est-ce que Nobori et alLes notes papier de . indiquent que les plantes ne sont pas passives lorsque cela se produit.
L'une des caractéristiques essentielles d'une attaque pathogène est Détection du quorum, souvent abrégé en QS. Lorsque les bactéries commencent une attaque, elles libèrent des signaux chimiques. Ces signaux permettent aux bactéries de « parler » entre elles. Même si une bactérie ne détecte pas elle-même une opportunité si suffisamment d'autres bactéries le sont, elle commence alors à produire les outils dont elle a besoin pour attaquer. La détection du quorum permet aux bactéries de prendre l'avantage lorsqu'elles attaquent avant que la plante ne puisse réagir.
L'équipe de Nobori note que lorsque les plantes libèrent acide salicylique (SA) et acide γ-aminobutyrique (GABA), les produits chimiques peuvent déclencher un système d'extinction du quorum si certains agents pathogènes comme Agrobacterium tumefaciens. Ils discutent également de la façon dont l'immunité déclenchée par le modèle par les plantes peut réduire la capacité de Effecteurs de type trois déployé par les bactéries pour injecter des protéines dans les cellules cibles. Cassez des systèmes comme celui-ci et vous réduisez la virulence de l'attaquant.
Un holobionte comme unité de ressources partagées ?
Pour Nobiri et ses collègues, l'existence d'un holobionte ne diminue pas l'idée que les plantes et les agents pathogènes évoluent. En fait, ils soutiennent que les deux aimeraient beaucoup avoir leurs propres réseaux de signalisation moléculaire. Cependant, ils aimeraient aussi tous les deux interférer avec la signalisation de l'autre. Le résultat est que les deux parties créent effectivement un super réseau dont elles se battent pour le contrôle. Au lieu de deux réseaux de signalisation, il en devient un, involontairement partagé entre l'attaquant et le défenseur.
L'idée de partage apparaît aussi dans Une critique de Tansley par Vandenkoornhuyse et al. Ils argumentent : « le microbiote végétal peut être considéré comme un élément facilitateur fournissant des gènes supplémentaires à l'hôte, qui sont impliqués dans l'adaptation aux conditions environnementales locales ». Cela signifie que lorsque vous étudiez la plante à l'état sauvage, vous ne voyez pas seulement la plante, mais aussi le résultat des nombreuses interactions que la plante a eues avec les plantes locales. microbiote.
Ce genre de diaphonie est un sujet brûlant en ce moment. L'un des articles récents qui a beaucoup retenu l'attention sur Twitter était Les plantes envoient de petits ARN dans des vésicules extracellulaires à un pathogène fongique pour faire taire les gènes de virulence par Caï et al. Cai et ses collègues ont découvert que les plantes ou du moins Arabidopsis thaliana peut réduire la virulence d'un attaquant, ou Botrytis cinerea du moins en envoyant petits ARN (ARNs) dans exosomes. Cela fait suite à de nombreux travaux effectués par des personnes qui ont découvert que Les ARNs sont produits par des agents pathogènes pour interférer avec les plantes. Si L'ARN est utilisé des deux côtés pour une partie d'un combat. Cependant, ni Cai et al. (2018), Weiberg et Jin (2015) ni Wang et al (2016), utilisent le concept d'holobionte.
Je peux voir pourquoi. Ces auteurs sont tous intéressés par la bataille plante-pathogène. Si vous étudiez quelque chose où un côté essaie de tuer l'autre, c'est tout un saut de les regarder à travers une lentille de symbiose. Cependant, je me demande si comprendre la communication plante-microbe dans un contexte plus large en tant qu'holobionte pourrait suggérer de nouvelles approches pour étudier les conflits plante-pathogène. Ce contexte est ce que j'aime chez Nobiri et al.'s papier. Cela ajoute du contexte au travail des autres. Si l'idée de l'holobionte s'avère fructueuse, elle n'efface ni n'annule les autres travaux, mais cela signifie que les travaux antérieurs se rapportent à d'autres recherches d'une manière qu'ils ne faisaient pas auparavant.
