Faits marquants 2012

La dispersion des organismes joue un rôle clef dans les échanges de gènes entre populations. Avec le réchauffement climatique, prévoir la dynamique évolutive et donc les capacités d’adaptation d’une espèce, prend encore davantage de sens. Des chercheurs de la Station d’Ecologie Expérimentale de Moulis se penchent sur le problème.

Dans le cadre d'un consortium international, des chercheurs du LIPM (INRA-CNRS), en collaboration avec le Génoscope (CEA- Institut de Génomique) sont parvenus à séquencer le génome d’une légumineuse modèle proche du pois ou de la luzerne cultivée : Medicago truncatula. Le séquençage de son génome donne accès aux gènes d'intérêt potentiellement utilisables pour d'autres cultures. Cette légumineuse a en effet une capacité intéressante, elle fixe, grâce à une symbiose avec des bactéries, l’azote présent dans l’atmosphère. Elle ne requiert donc pas, contrairement à beaucoup de ses semblables, d’intrants... Une recherche qui, transférée à d’autres espèces, ouvre la voie à une agriculture plus respectueuse de l’environnement.

Que la biodiversité soit en déclin, notamment en raison des activités humaines n'est certes pas une nouveauté mais mesurer ce déclin à l'échelle mondiale est en revanche un défi. C'est dans ce challenge, en se basant sur les populations de poissons d'eau douce, que se sont lancés des chercheur du laboratoire EDB. L'introduction d'espèces étrangères combinées à la disparition de celles qui sont indigènes, affecte le délicat équilibre d'un écosystème et au-delà de tout un milieu...dont l'homme fait partie intégrante.

Les approches évolutives actuelles tendent à réduire l’hérédité aux seuls transferts de gènes. Cependant, de plus en plus d’arguments montrent que des informations non codées dans la séquence de l’ADN sont aussi transmises de génération en génération, et que, tout comme l’ADN, elles participent à l’évolution. Dans un article publié dans Nature Reviews Genetics, une équipe internationale incluant trois chercheurs de la Fédération 3450 : (Evolution & Diversité Biologique, EDB, UMR 5174 CNRS-UPS-ENFA) et Station d’Ecologie Expérimentales de Moulis, SEEM, USR 2936 CNRS)) appelle à un changement de paradigme en intégrant l'hérédité non génétique dans la théorie de l'évolution. C’est d’ailleurs le parti pris par le projet de Labex TULIP récemment labellisé auquel participent trois des auteurs.

Des cultures sans engrais azotés ? Un exploit déjà réalisé par des plantes de la famille des légumineuses. Ces dernières sont en effet capables d’établir des relations de symbiose avec des souches de bactéries spécifiques. Cette association, à bénéfice réciproque, permet aux bactéries hébergées dans les racines de ne plus avoir à se soucier du gîte et du couvert, en échange, à leur charge de transformer l’azote atmosphérique de manière à le rendre assimilable par la plante. Cependant, cette association entre bactéries et plantes est très sélective et les mécanismes gouvernant cette sélectivité demeurent mal connus.

Si l’actualité regorge d’informations concernant la disparition d’espèces sauvages, chose moins connue certaines…apparaissent ! Comment ? A cette question, devant en principe requérir plusieurs vies d’hommes qui, génération après génération, reporteraient patiemment leurs observations, pour seulement peu à peu entrevoir les mécanismes de la « spéciation », les chercheurs du laboratoire Evolution et Diversité Biologique (EDB ; UMR CNRS/UPS/ENFA) ont, grâce à des circonstances exceptionnelles, rapidement trouvé réponse…Tout cela grâce à l’histoire particulière d’un petit oiseau et de ses descendants établis sur Madagascar et les îles alentours.

Si l’ensemble des plantes utilisées en agriculture étaient capables d’établir des symbioses avec les bactéries du sol, les engrais azotés deviendraient inutiles…C’est à la poursuite de ce rêve que des chercheurs de l’INRA viennent de franchir un nouveau pas dans la compréhension du délicat équilibre qui unit alors des plantes et des bactéries…

Comment les plantes perçoivent-elles leur environnement ? Certes, elles n’ont pas d’yeux ou de système nerveux mais n’en sont pas moins dénuées de systèmes de perception… Grâce à des senseurs, elles parviennent à s’informer mais aussi à répondre aux contraintes auxquelles elles sont confrontées, qu’il s’agisse d’une sècheresse comme de l’agression par des bactéries. Une équipe du LRSV (UPS / CNRS) dans laquelle travaille Didier Aldon vient d’identifier un nouvel acteur permettant aux plantes de mieux se défendre vis-à-vis d’agents pathogènes.

Dans la course à l’armement que se livrent bactéries pathogènes et leurs hôtes végétaux afin de respectivement infecter ou au contraire résister, les plantes ont développé de nombreux systèmes de défense qui participent à l’immunité végétale. Afin de pouvoir activer ses réponses de défense, la plante doit détecter l’envahisseur. Les mécanismes moléculaires impliqués entre ces étapes de détection et d’activation demeurent cependant flous. Une équipe du LIPM (INRA /UPS) en étroite collaboration avec une équipe du Max Planck Institut (Cologne, Allemagne) vient de faire le jour sur des processus moléculaires impliquant une étroite coordination de mouvements de régulateurs de défense entre noyau et cytoplasme, au sein des cellules de la plante.

Pendant les premières étapes, la relation particulière qui s’établit entre des plantes telles que Medicago et des bactéries symbiotiques du sol appelés rhizobia aboutit à une infection contrôlée de la plante. Les bactéries fixatrices d’azote pénètrent au travers des cellules composant la couche externe de la racine grâce à un dialogue entre les deux partenaires impliquant particulièrement l’ion calcium. Une partie de ce dialogue vient d’être décrypter par l’équipe de David Barker du LIPM (INRA/UPS).