Au Malawi, Afrique du Sud-Est, ce ravageur menace l'approvisionnement alimentaire de milliers de personnes. L'insecte ne doit pas être confondu avec l'aleurode des serres Trialeurodes vaporariorum, que l'on trouve plus fréquemment en Europe. Crédit :Daniel G. Vassão
En attaquant des crucifères, l'aleurode suceur de sève Bemisia tabaci peut activer les défenses chimiques de ces plantes. Dans une nouvelle étude, une équipe internationale de chercheurs a démontré que le ravageur est capable de rendre inoffensives une grande partie des toxines végétales en leur liant un surplus de sucre. L'aleurode déploie ainsi un mécanisme de détoxification totalement nouveau et jusqu'à présent inconnu pour désamorcer les défenses des plantes, ce qui pourrait expliquer le succès de ce ravageur agricole majeur. L'étude est publiée dans Nature Chimie Biologie .
Un ravageur des cultures redouté dans le monde entier pour des centaines d'espèces végétales
Les aleurodes sont une famille d'insectes suceurs de sève qui se nourrissent du phloème contenant du sucre des plantes. L'aleurode des feuilles d'argent Bemisia tabaci est particulièrement répandue dans le monde et est très redoutée en tant que ravageur agricole. À proprement parler, ce n'est pas une seule espèce, mais un complexe d'environ deux douzaines d'espèces à peine distinguables.
Les dommages réels aux plantes se produisent lorsque les insectes sécrètent du miellat sucré, ce qui amène les champignons à coloniser les plantes, et de la variété des virus végétaux transmis par les insectes. Pour les chercheurs étudiant les mécanismes de détoxification des phytoravageurs, Bemisia tabaci est un système d'étude particulièrement intéressant.
"Ce ravageur est peut-être l'un des, sinon le plus, insecte nourrissant le phloème réussi dans le monde, trouvé sur des centaines d'espèces différentes de plantes à ce jour. Il rencontre un paysage variable de composés chimiques de défense dans son alimentation, " dit Michael Easson, l'un des deux premiers auteurs de l'étude, qui est doctorant à l'Institut Max Planck d'écologie chimique. Pour cette raison, il s'est associé à une équipe de recherche internationale, dans laquelle l'Université hébraïque de Jérusalem joue un rôle clé, pour découvrir ce qui fait de Bemisia tabaci un insecte ravageur si efficace et comment il gère la défense chimique de ses plantes alimentaires.
L'équipe autour du chef du groupe de projet Daniel Vassão du Département de biochimie de l'Institut Max Planck étudie depuis plusieurs années les mécanismes de détoxification chez différents herbivores. La façon dont les insectes désamorcent la bombe d'huile de moutarde des crucifères est particulièrement intéressante :ce mécanisme de défense des plantes se compose de deux composants, les glucosinolates et l'enzyme myrosinase, qui sont stockés dans différentes cellules végétales.
Si les tissus végétaux sont endommagés par les herbivores, l'enzyme clive les sucres du glucose des glucosinolates et des huiles de moutarde toxiques se forment. Étant donné que les insectes suceurs de sève ne mâchent pas les tissus des feuilles et ne causent que des dommages mineurs aux tissus avec leurs stylets, les pièces buccales étroites qu'ils utilisent pour boire le phloème, on supposait auparavant que ce mécanisme de défense ne jouait qu'un rôle mineur dans la protection des plantes contre les aleurodes ou les pucerons. Cependant, des recherches récentes ont montré que non seulement les insectes mâcheurs mais aussi les insectes suceurs peuvent activer la bombe à l'huile de moutarde.
La protoxine (glucosinolate) est inactivée lorsqu'un groupe glucose supplémentaire lui est lié. En comparaison, la protoxine est convertie en une toxine active (huile de moutarde) chez les herbivores non adaptés Crédit :Kimberly Falk
Une nouvelle voie de détoxification
Les scientifiques ont utilisé la plante modèle Arabidopsis thaliana, une plante crucifère dont la défense s'appuie également sur les glucosinolates pour étudier plus en détail le métabolisme des aleurodes. Ils ont surtout analysé le miellat, la sécrétion sucrée de nombreux insectes suceurs de sève, au moyen d'analyses chimiques et de marquage isotopique de composés chimiques individuels. Les chercheurs ont été surpris que le mécanisme de défense d'Arabidopsis thaliana soit en fait activé par l'aleurode lorsqu'ils ont découvert des huiles de moutarde toxiques. Cependant, ils ont également découvert que la voie biochimique menant à la détoxification est un type de réaction complètement nouveau dans lequel le sucre du phloème est utilisé pour désamorcer les toxines végétales. "Cette réaction ne coûte pratiquement rien à ces insectes, comme ce sucre est en excès et doit être sécrété de toute façon sous forme de miellat, " dit le responsable de l'étude Daniel Vassão.
Le processus de détoxification est basé sur une réaction simple dans laquelle le sucre sous la forme d'un groupe glucose est lié à un autre sucre qui fait déjà partie du glucosinolate. Les chercheurs ont montré que le nouveau produit chimique résultant ne peut pas être activé par l'enzyme végétale, probablement parce qu'il est trop encombrant.
Pour cette nouvelle voie de glucosylation, les chercheurs ont pu identifier des enzymes chez Bemisia tabaci qui catalysent la réaction chimique. Ils ont été émerveillés par la diversité de la boîte à outils de détoxification de cet insecte. Bien qu'ils se soient concentrés sur une seule classe de défenses végétales, les glucosinolates, ils ont déjà trouvé au moins trois voies indépendantes de désintoxication. "Il sera intéressant de voir à quel point ces voies de détoxification sont générales et si l'aleurode a également des voies de détoxification spécifiques pour d'autres composés défensifs des plantes dans son répertoire, et quelles enzymes contrôlent ces processus, " dit Vassão.
