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36.8:

Défenses contre les agents pathogènes et herbivores

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Defenses Against Pathogens and Herbivores

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Les plantes ne peuvent pas fuir les agresseurs,tels que les végétaux, les animaux ou les agents pathogènes. Néanmoins, le monde est vert tout autour de nous. Quels mécanismes de défense les plantes ont-ellesévoluer pour lutter contre ces attaques ?Les couches dures de l’épiderme et d’autresdéfenses, telles que des poils et des épines,dissuade les mangeurs de plantes. Les animaux sont aussi appelés herbivores. Quand des agents pathogènes, tels que des bactéries,surmonter les défenses structurelles, les plantesrecourir à une autre ligne de défense. Les récepteurs membranaires reconnaissent les modèles moléculairesqui signalent la présence d’un agent pathogène. Par exemple, les plantes reconnaissent la protéine flagelline,qui est spécifique aux bactéries. La reconnaissance de la flagelline déclencheune cascade de signalisation dans les cellules végétales,conduisant à des réponses immunitaires diverses,tels que la fermeture de stomata, la productionde produits chimiques antimicrobiens, et le renforcementde la paroi cellulaire. Certains agents pathogènes ont développé la capacitépour surmonter ces mécanismes généraux de défense des plantesen injectant des molécules effectrices quiperturber la réponse immunitaire. Comme contre-mesure, certaines espèces de plantesdes protéines de résistance évoluées qui détectent les molécules effectivesd’une manière très spécifique. Protéines de résistance induisent une cascade de signalisationqui résulte souvent dans l’expressionde gènes liés à la pathogenèse. La détection des effecteurs de pathogènesou des lésions tissulaires. Les signaux peuvent égalementinduirent une mort cellulaire programmée rapide, également appeléela réponse hypersensible, près de la zone d’infection. La réponse hypersensible réponse rapidelimite la propagation de l’agent pathogèneen initiant des changements structurels de la paroi cellulaireet en induisant une résistance systémique. La résistance systémique acquise il s’agit d’une défense à long termecontre les agents pathogènes dans les parties de la plante qui sont éloignéesdu site d’infection. L’attaque des herbivores induit souvent des défenses chimiques des plantesqui perturbent le système digestifou affectent négativement la peau de l’herbivore. En tant que défense stratégique indirecte, les plantespeuvent libérer des substances volatiles qui attirent un parasite, quitue finalement l’herbivore.

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Défenses contre les agents pathogènes et herbivores

Les plantes présentent une riche source de nutriments pour de nombreux organismes, ce qui fait qu’elles sont une cible pour les herbivores et les agents infectieux. Les plantes, bien qu’elles n’aient pas un système immunitaire approprié, ont développé un éventail de défenses constitutives et inductibles pour repousser ces attaques.

Les défenses mécaniques forment la première ligne de défense chez les plantes. L’épaisse barrière formée par l’écorce protège les plantes des herbivores. Les coques dures, les branches modifiées et les feuilles modifiées comme les épines peuvent aussi décourager les herbivores de s’attaquer aux plantes. D’autres barrières physiques comme la cuticule cireuse, l’épiderme, la paroi cellulaire et les trichomes peuvent aider à résister à l’invasion par plusieurs agents pathogènes.

Les plantes ont également recours à la production de produits chimiques ou de composés organiques sous forme de métabolites secondaires comme les terpènes, les phénoliques, les glycosides et les alcaloïdes, pour se défendre contre les herbivores et les agents pathogènes. De nombreux métabolites secondaires sont toxiques et mortels pour d’autres organismes. Certains métabolites spécifiques peuvent repousser les prédateurs avec des odeurs nocives, des goûts répulsifs ou des caractéristiques allergènes.

Les plantes produisent également des protéines et des enzymes qui inhibent spécifiquement les protéines pathogènes ou les enzymes pathogènes en bloquant les sites actifs ou en modifiant les conformations enzymatiques. Les protéines comme les defensines, les lectines, les inhibiteurs de l’amylase et les inhibiteurs de protéinases sont produites en quantités importantes pendant l’attaque des agents pathogènes et sont activées pour inhiber efficacement l’invasion.

En outre, les plantes peuvent également développer un mécanisme de résistance systémique acquise (SAR) lors d’une exposition antérieure et localisée à un agent pathogène, analogue au système immunitaire inné chez les animaux. Ce mécanisme permet aux plantes de détecter la présence d’agents pathogènes et d’activer les réponses de défense aux attaques de pathogènes.

Suggested Reading

Conrath, Uwe. “Systemic Acquired Resistance.” Plant Signaling and Behavior 1, no. 4 (2006): 179–84. [Source]

Freeman, Brian C, and Beattie, Gwyn A,. “An Overview of Plant Defenses against Pathogens and Herbivores.” Overview of Plant Defenses. The American Phytopathological Society. Accessed February 6, 2020. [Source]