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La génétique derrière l'appel à l'aide odorant du maïs

communiqué de presse du 17 janvier 2006

Une étude germano-suisse impliquant le Pôle de recherche national (PRN) Survie des plantes vient de révéler les bases génétiques d'un signal "chimique" de détresse émis par le maïs après une attaque par des larves herbivores. Ce signal sert à attirer des guêpes parasitoïdes qui pondent leurs oeufs dans les larves ravageuses, portant ainsi secours à la plante. Ces travaux sont publiés cette semaine dans la prestigieuse revue américaine "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS)*.

Depuis quelques années déjà, on sait que bien des espèces végétales réagissent en réponse à des attaques par des insectes en émettant des substances volatiles qui attirent les ennemis de ces ravageurs. Cela a été démontré pour la première fois chez le maïs sitôt que ses feuilles sont rongées par des chenilles. Soutenue par le PRN Survie des plantes, l'équipe de Ted Turlings de l'Université de Neuchâtel (Suisse) s'est joint à celle de Joerg Degenhardt du Max Planck Institut d'écologie chimique à Jena (Allemagne) pour identifier un gène qui, chez le maïs, déclenche le cocktail spécifique de senteurs visant à attirer les femelles de la guêpe salvatrice Cotesia marginiventris.

Pour prouver qu'un seul gène suffit à engendrer le signal adéquat, l'équipe de Jena a introduit le gène en question chez Arabidopsis thaliana, une plante modèle largement utilisée en laboratoire. Résultat: la plante modèle émet les mêmes composés chimiques qu'une plante de maïs blessée.

Pour tester l'attractivité de ce signal, c'est un dispositif de l'Université de Neuchâtel qui a été utilisé. Les guêpes Cotesia étaient placées au centre d'un olfactomètres à six bras, une sorte de "pieuvre" de verre conçue pour mesurer la capacité d'attraction d'un signal odorant. A l'extrêmité des bras, on peut tester différentes combinaisons de sources odorantes: plante qui émet un signal ou non, en absence ou en présence de la chenille ravageuse.

A l'issue de l'expérience, les guêpes Cotesia sont bel et bien attirées par le signal chimique, mais à une condition. Pour réagir de la sorte, les guêpes doivent avoir eu l'occasion d'associer le bouquet de senteurs avec la présence de la chenille. Sans cette étape d'apprentissage, les guêpes ne montrent aucune préférence pour une odeur de plante particulière et plusieurs d'entre elles restent immobiles au milieu de l'olfactomètre.

Cette recherche ouvre des perspectives prometteuses pour contrôler de manière biologique les cultures de maïs dans des régions comme le Mexique où des chenilles sont impliquées dans des ravages considérables. Et contribuer ainsi à la diminution du recours à des pesticides.

En avril 2005, l'équipe de Ted Turlings s'était déjà illustrée en ayant identifié les substances volatiles émise sous la terre lorsque les racines du maïs sont attaquées par des larves de Diabrotica virgifera virgifera. Cet appel a pour but d'attirer des vers minuscules (des nématodes) qui infectent et tuent les larves ravageuses souterraines.

*Article original:

The products of a single maize sesquiterpene synthase form a volatile defense signal that attracts natural enemies of maize herbivores

Christiane Schnee*, Tobias G. Köllner*, Matthias Held, Ted C. J. Turlings, Jonathan Gershenzon*,
and Jörg Degenhardt*

*Max Planck Institute for Chemical Ecology, Hans-Knöll Strasse 8, Jena D-07745, Germany; and
Laboratory of Evolutionary Entomology, Institute of Zoology, University of Neuchatel,
Emile-Argand 11-CP2, Neuchatel CH-2007, Switzerland

contacts

Dr. Ted Turlings
Université de Neuchâtel
Tél. +41 32 718 3158
ted.turlings@unine.ch

Dr. Matthias Held
Université de Neuchâtel
Tél. +41 32 718 3161
matthias.held@unine.ch