1. KINASE DE TYPE RÉCEPTEUR DE SYMBIOSE (SYMRK) :
SYMRK est un gène essentiel qui sert de gardien des interactions symbiotiques. Il code pour une kinase de type récepteur, une protéine qui agit comme un capteur à la surface cellulaire de la plante. SYMRK reconnaît les signaux spécifiques émis par les micro-organismes bénéfiques, initiant ainsi le dialogue moléculaire qui conduit à la formation d'une symbiose.
Par exemple, dans la symbiose légumineuses-rhizobies, SYMRK détecte les signaux flavonoïdes sécrétés par les bactéries rhizobiennes. Lors de la reconnaissance, SYMRK déclenche des événements de signalisation en aval qui facilitent l'enroulement des poils absorbants et la formation de fils d'infection, qui guident les rhizobiums dans les nodules racinaires de la plante.
2. CYCLOPE (CYC) :
Le CYC joue un rôle crucial dans la régulation de la symbiose mycorhizienne arbusculaire (AM), qui améliore les capacités d'absorption des nutriments d'une plante, en particulier le phosphore. CYC code pour un facteur de transcription, une protéine qui contrôle l'expression d'autres gènes.
En l'absence de champignons AM, CYC supprime l'expression des gènes impliqués dans la formation des mycorhizes. Cependant, lorsque des champignons AM sont présents, le CYC est régulé négativement, permettant l'activation de ces gènes et l'établissement ultérieur de la symbiose.
La régulation précise du CYC implique une interaction complexe avec d'autres voies de signalisation. Par exemple, dans la plante modèle Medicago truncatula, CYC interagit avec une protéine capteur de calcium, DMI3, pour affiner l'expression des gènes liés à l'AM.
3. RACINE INFECTÉE (IRT) :
L'IRT est un régulateur principal des interactions bénéfiques des racines avec les rhizobiums fixateurs d'azote, les bactéries solubilisant le phosphate et les champignons mycorhiziens. Il code pour un petit peptide riche en cystéine sécrété qui agit comme une molécule signal.
L'IRT favorise le recrutement et la colonisation de microbes bénéfiques en modifiant le profil d'exsudat de la racine, attirant les partenaires microbiens souhaités vers la rhizosphère (la région entourant les racines). Ce mécanisme de signalisation est essentiel à l'établissement et à la persistance d'associations symbiotiques.
Outre ces trois gènes clés, d’autres acteurs importants contribuent aux symbioses végétales. Les recherches en cours sur ces gènes amélioreront non seulement notre compréhension des interactions plantes-microbes, mais fourniront également des applications pratiques pour améliorer les rendements des cultures, l'agriculture durable et la restauration des écosystèmes dégradés.
