Mots clés : Bionum, Brèves
Etiquettes: aphide, Galles, Genome-Wide Association Studies, Hamamelis virginiana, Hormaphis cornu, noisetiers des sorcières
Chez les végétaux, une galle est une excroissance d’un de ses tissus, produite dans certains cas sous l’action d’un organisme commensal ou parasite (acarien, guêpe, puceron, champignon, bactérie etc). Tandis que cette petite loge lui assure protection et nourriture, qu’en est-t-il pour la plante ?
Photographie des galles vertes et rouges formées par l’aphide Hormaphis cornu sur le noisetier des sorcières (Hamamelis virginiana)
© Katja Schulz CC BY-NC-SA 4.0 Deed
La formation de galles est complexe. Des milliers de gènes de la plante sont impliqués, leur l’expression étant modifiée par l’injection de substances actives du parasite. Dans le cas précis du parasitisme d’un puceron (plus précisément l’aphide (Hormaphis cornu) sur le noisetier des sorcières (Hamamelis virginiana), des galles rouges ou vertes sont observées (voir photographie ci-dessus). Aishwarya Korgaonkar et ses collaborateurs ont analysé en 2023 l’intégralité des ARN injectés dans la plante par les pucerons. Ils ont utilisé une méthode d’analyse génomique massive appelée GWAS (Genome-Wide Association Studies), pour identifier s’il y a un lien fort entre certaines zones variables de leur ADN et la couleur de la galle formée.
Dans un premier temps, ils montrent que l’aphide est responsable d’une reprogrammation massive du système cellulaire de la plante : près de 15 000 gènes du végétal sont exprimés différemment après piqûre de l’insecte ! Ils manipulent les plantes à leur avantage : celles-ci créent une excroissance servant de nid aux parasites. Parmi ces gènes, ils ont identifié dgc (determinant of gall color) qui régule la production de pigments rouges chez la plante. Quand le gène est pleinement fonctionnel, la galle est verte, mais quand l’un des deux allèles est muté, elle est rouge.
Finalement, les chercheurs évoquent une potentielle course à l’armement : situation de coévolution adaptative dans laquelle des adaptations sont sélectionnées chez le puceron et le noisetier en réponse aux pressions sélectives mutuelles. Dans cette relation interspécifique, il semblerait que ce soit le puceron qui subisse la plus grande pression évolutive car son succès reproducteur est en jeu ! En effet, la capacité du puceron à remanier le système cellulaire de la plante hôte est cruciale pour générer et protéger la descendance du parasite.
Korgaonkar, A., Han, C., Lemire, A. L., Siwanowicz, I., Bennouna, D., Kopec, R. E., Andolfatto, P., Shigenobu, S., & Stern, D. L. (2021). A novel family of secreted insect proteins linked to plant gall development. Current Biology, 31(9), 1836-1849.e12. https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.01.104