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Les espèces de peupliers sont susceptibles de produire des AR ou des racines latérales (LR) à partir de boutures de tige, ce qui contribue à leur reproduction et sert de modèle pour l’étude de la biologie des racines chez les plantes ligneuses 7,8. De plus, la recherche a indiqué que l’inoculation de micro-organismes spécifiques, tels que des bactéries bénéfiques (Agrobacterium rhizogenes 9,10 ; Les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes [PGPR]11), les bactéries endophytes12,13, les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA)14,15 ou les champignons ectomycorhiziens (CEM)16,17 pourraient favoriser la croissance ou le développement des racines des plantes. Cependant, aucun rapport sur des agents pathogènes (ni bactéries ni agents pathogènes fongiques) qui induisent ou favorisent la structure des AR sur les plantes hôtes n’a été signalé.
Les expériences menées ici ont montré que différents agents pathogènes du chancre du peuplier (tels que V. sordida, B. dothidea) pouvaient induire la formation de RA dans les tiges/branches du peuplier (Figure 2A, panneaux 3-6). De plus, les expériences ont montré que les AR pouvaient être induits sur différentes espèces/clones de peuplier, par exemple, des jeunes arbres de 1 à 2 ans de P. alba var. pyramidalis, Populus × beijingensis, P. alba × P. tremula var. glandulosa clone 84K, P. euramericana cv. 'Bofeng 3', et même des branches de peuplier de 6 ans (Figure 2A, panneau 7). Cependant, aucune structure d’AR n’a été produite sur les jeunes arbres/branches de 1 an de Malus spp., Prunus spp., Cedrus deodara et Pinus massoniana. Ensuite, ce protocole a fourni une nouvelle voie de production des AR du peuplier : induire des AR par inoculation par annelage des agents pathogènes du chancre fongique des arbres (V. sordida et B. dothidea) sur les tiges/branches du peuplier.
Les expériences ont également indiqué que les méthodes d’annelage du phloème et de l’épiderme pouvaient induire la formation de RA sur les tiges de peuplier après l’inoculation d’agents pathogènes ; Cependant, les tiges de peuplier après l’inoculation du phloème se brisent facilement au vent aux sites d’annelage pour la diminution significative de la dureté causée par l’annelage et l’enlèvement de l’écorce (phloème), la manipulation et l’invasion d’agents pathogènes. Par conséquent, pour l’induction des AR, les tiges/branches de peuplier doivent être bien attachées à des bâtons pour éviter qu’elles ne se cassent, en particulier lorsque la méthode d’annelage du phloème a été utilisée.
Les plantes elles-mêmes déterminent principalement la formation des AR. Cependant, il est également affecté par certains facteurs environnementaux. Par exemple, les AR peuvent être induits dans des conditions d’engorgement ou d’inondation chez certaines espèces de dicotylédones18,19. Le maintien de l’humidité a été l’étape cruciale de l’induction des AR sur les tiges/branches aériennes. Dans ce protocole, le Parafilm et le film PE domestique ont été utilisés pour la préservation de l’humidité. Cependant, l’enveloppe du Parafilm peut être pénétrée par les AR nouvellement formés, provoquant alors une perte d’eau, un retard de croissance, un brunissement et des lignifications des AR du peuplier. Au contraire, des AR abondants, tendres et riches en eau ont été récoltés dans les tiges de peuplier enveloppées de PE. Par conséquent, le film PE domestique, et non le film Parafilm, a été recommandé dans ce protocole.
Les racines sont des organes cruciaux des plantes, jouant un rôle important dans la reproduction, la croissance, les nutriments et l’absorption d’eau des plantes. Ensuite, les méthodes devraient être utilisées dans l’étude de la rhizogogénèse20, de la morphologie et du développement, et de l’architecture du système racinaire (RSA)21 chez les espèces de peupliers. De plus, la recherche a indiqué que les associations entre le système racinaire et les bactéries de la rhizosphère pourraient améliorer la résistance aux maladies des plantes hôtes22 ; ensuite, l’inoculation d’agents pathogènes du chancre d’annelage devrait induire des changements moléculaires et épigénétiques dans les AR de peuplier, qui ont une application potentielle dans la culture de semis résistants aux maladies.
La lumière est un facteur environnemental critique qui a un impact sur la croissance, le développement et la reproduction des plantes. L’expérience d’ombrage-exposition (figure 2B) a indiqué que les AR de peuplier induits par l’agent pathogène constituent un système expérimental idéal pour la biosynthèse de segments de plantes (flavonoïdes, anthocyanes23, etc.). Des recherches antérieures ont également montré que les conditions de lumière (intensité, qualité, durée et quantité exposée à la plante mère) affectent la formation des racines ou la rhizogenèse et le développement des racines adventives et latérales 24,25,26. Par conséquent, grâce à l’ajustement précis des conditions d’éclairage, le système d’AR de peuplier induits par l’agent pathogène dans ce protocole peut être utilisé dans la recherche sur la biologie des racines et d’autres processus liés à la réponse lumineuse des peupliers.