Une approche originale pour élucider l'évolution adaptative

Publié par Adrien le 19/12/2014 à 00:00
Source: CNRS-INEE
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L'évolution permettant aux bactéries pathogènes de s'adapter aux organismes qu'ils infectent (hôtes) est une préoccupation majeure en santé humaine, vétérinaire et agricole. Et pour cause, ce phénomène peut générer de nouvelles souches plus agressives ou capables d'infecter de nouveaux hôtes. Lors d'une étude publiée en novembre dans la revue Molecular Biology and Evolution, des chercheurs du Laboratoire des interactions plantes-microorganismes et du laboratoire Evolution et diversité biologique de Toulouse ont pu déchiffrer pour la première fois les bases génétiques de l'évolution adaptative d'une bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) représentant une menace majeure pour les cultures maraichères: Ralstonia solanacearum. Pour ce faire, l'équipe a utilisé une approche originale: faire évoluer la bactérie en laboratoire puis séquencer les génomes complets des souches évoluées.


Evolution expérimentale de la bactérie Ralstonia solanacearum par passages successifs de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la...) malade vers une plante saine durant plus de 300 générations bactériennes. Les bactéries issues de la plante malade sont injectées directement dans la tige d'une nouvelle plante saine. ©Alice GUIDOT, LIPM, INRA, Toulouse

Sévissant surtout dans les pays tropicaux et subtropicaux, R. solanacearum induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de...) le flétrissement de plus de 250 espèces végétales d'intérêt agronomique, comme la pomme de terre (La pomme de terre, ou patate (langage familier, canadianisme et français régional), est...), la tomate (La tomate (Solanum lycopersicum L.) est une espèce de plante herbacée de la famille des...) et le bananier (Les bananiers forment le genre Musa. Ce sont des plantes monocotylédones vivaces de la famille...).

La biologiste Alice Guidot et ses collaborateurs ont fait évoluer ce pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια !...) sur 3 espèces sensibles à la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...): la tomate, l'aubergine (L’aubergine est une plante potagère annuelle de la famille des Solanacées,...) et le géranium, et 2 espèces dites "tolérantes": le chou et le haricot (Le haricot, ou haricot commun (Phaseolus vulgaris), est une espèce de plante annuelle de la...), que la bactérie est capable d'infecter sans les rendre malades.

"Nous avons maintenu R. solanacearum dans chacune des espèces végétales pendant au moins 300 générations bactériennes, par des passages successifs de la plante malade vers une plante saine, à raison d'un passage par semaine. En tout, il nous a fallu 12 mois de manipulations", précise Alice Guidot.

Au final, les chercheurs ont obtenu de nouvelles souches adaptées expérimentalement aux 5 espèces végétales étudiées.

Puis, ils ont séquencé entièrement les génomes de 9 souches adaptées (3 à la tomate et 6 au haricot) et ont comparé leurs génomes avec celui de la souche "ancestrale" utilisée en début d'expérience.

Ces analyses ont révélé plusieurs modifications du génome. "Notamment, plusieurs souches adaptées expérimentalement présentaient des mutations au niveau d'un même gène: efpR" souligneAlice Guidot. Les biologistes ont alors effectués des expériences de génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) qui ont confirmé le rôle important de ce gène dans la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire...) de la bactérie dans sa plante hôte.

Quelle est la fonction du gène efpR ? C'est là une des questions sur lesquelles travaillent désormais les chercheurs.
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