(Un peu) plus de jasmonate pour une meilleure protection face au stress

En étudiant le métabolisme des hormones de type jasmonates (JAs), des chercheurs de l’IBMP ont identifié le mode de régulation d’un large spectre de réponses adaptatives aux stress de l’environnement. Les JAs forment un groupe complexe de composés, ou l’acide jasmonique (JA), le précurseur inactif, peut être modifié en de nombreux dérivés dont les fonctions sont peu connues. Sa conjugaison à l’isoleucine conduit à la formation de l’hormone active jasmonoyl-isoleucine (JA-Ile), un puissant régulateur dont la perception dé-réprime de nombreuses réponses transcriptionnelles à la base des mécanismes d’adaptation.

Après avoir caractérisé deux voies d’élimination enzymatiques de JA-Ile chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, les chercheurs ont identifié de nouvelles oxydases appelées JAO (Jasmonic Acid Oxydases) qui, en métabolisant JA, réduisent la formation de JA-Ile, et contribuent à réprimer les réponses adaptatives en absence de stress. A l’inverse, la suppression génétique de JAO2, une des isoformes impliquées, augmente les niveaux d’expression basale de marqueurs de défense et assure une meilleure résistance à l’infection par le champignon pathogène Botrytis cinerea.

Dans un nouveau développement, l’équipe a exploré par l’analyse globale du transcriptome et du métabolome, l’étendue des réponses dérégulées chez le mutant jao2. Il est apparu qu’environ 340 gènes sont déréprimés et activent la synthèse permanente de protéines défensives et de nombreux métabolites antimicrobiens, associés à la résistance accrue. De plus, plusieurs facteurs de transcription liés à la tolérance au stress hydrique apparaissent stimulés, et logiquement, un test mené en conditions de sècheresse sévère a démontré un bien meilleur taux de survie des mutants jao2. Le mécanisme impliqué ne semble pas recruter l’acide abscissique, l’hormone classique de réponse à la sècheresse. Cette découverte démontre qu’une modification ciblée du métabolisme des jasmonates permet d’augmenter le niveau de base des systèmes défensifs et procurer des bénéfices à spectre large face à des stress biotiques ou abiotiques. Elle ouvre des perspectives d’amélioration de la tolérance aux stress chez des espèces végétales cultivées.

Cette étude dirigée par Thierry Heitz dans l’équipe Evolution et Diversité du Métabolisme des Plantes a été publiée dans The Plant Journal le 22 Novembre 2021.