Progéniture clonale et sexuée de Fragaria vesca dans notre étude. Photo de Vit Latzel.
Arrière-plan Les plantes ont une grande capacité à adapter leurs phénotypes à l’environnement, non seulement au cours de leur vie, mais également au fil des générations. Cette capacité, connue sous le nom d’effets transgénérationnels (ETG), permet aux plantes mères de transmettre des informations sur leur environnement à leur progéniture, presque comme un code de triche de survie. Cette « mémoire environnementale » peut aider les générations futures à savoir à quoi s’attendre et comment y faire face.
La plupart des études sur la TGE se sont concentrées sur la reproduction sexuée, où les plantes produisent des graines grâce à la fusion de gamètes. Mais de nombreuses plantes, comme les fraises, se reproduisent également de manière asexuée à l’aide de tubercules, de stolons ou d’autres structures, pour produire des clones qui sont des copies génétiques du parent. Bien que la reproduction clonale chez les plantes soit très courante dans la nature, peu de recherches ont été menées pour comparer le fonctionnement de la TGE dans ces deux types de reproduction.
Une autre grande lacune dans la recherche concerne la manière dont l’interaction biotique, en plus des facteurs abiotiques tels que la disponibilité des nutriments et de l’eau, influence le TGE. Par exemple, les champignons mycorhiziens forment des partenariats avec les racines des plantes, les aidant à absorber les nutriments, en particulier lorsque le phosphore est rare. Ces champignons peuvent rendre les plantes plus grandes, plus résistantes et mieux gérer le stress. Il est donc possible qu’ils puissent avoir un impact sur le fonctionnement de la TGE dans la reproduction clonale et sexuée, mais personne ne s’était vraiment penché sur ce sujet jusqu’à présent.
Notre étude
Nous voulions étudier comment les champignons mycorhiziens affectent la prochaine génération clonale et sexuée de plants de fraisiers des bois (Fragaria vesca). Pour ce faire, nous avons utilisé une lignée consanguine de F. vesca où la progéniture clonale et la progéniture sexuée autofécondée étaient génétiquement identiques, ce qui en faisait un modèle parfait pour notre comparaison.
Progéniture juvénile clonale (à gauche) et sexuée (à droite) avant d’être introduite dans son nouvel habitat. Photo de Vit Latzel.
Dans une expérience en serre, nous avons cultivé des plantes mères avec différentes combinaisons de champignons mycorhiziens et de niveaux de phosphore. Ensuite, nous avons élevé leur progéniture clonale et sexuée dans des environnements qui correspondaient ou étaient différents de ceux vécus par les parents. Cette configuration nous a permis de voir comment ces champignons et la disponibilité du phosphore affectaient la génération suivante.
Exemple de colonisation des racines par le champignon mycorhizien arbusculaire Rhizophage irrégulier chez notre progéniture. Les structures fongiques sont colorées au bleu trypan. Photo de Jiří Machač.
Ce que nous avons trouvé
Les avantages mycorhiziens dépendent du phosphore: Les champignons mycorhiziens aidaient les plantes à mieux pousser lorsque le phosphore était faible, mais les avantages disparaissaient lorsque le phosphore était élevé. Nous avons appris que l’impact des champignons dépend réellement de la disponibilité des nutriments.
Des effets plus forts sur la progéniture sexuelle: Nous avons constaté que les TGE des mycorhizes étaient généralement plus fortes chez les descendants sexués que chez les descendants clonaux. Cela suggère que la reproduction sexuée pourrait être plus efficace pour capturer les avantages (ou éviter les inconvénients) des interactions fongiques passées.
TGE adaptatif dans des conditions de stress: Dans des conditions difficiles, où les associations mycorhiziennes n’étaient pas très utiles (comme une teneur élevée en phosphore), la progéniture sexuelle était capable de diminuer son interaction avec les champignons si ses parents avaient été confrontés à des problèmes similaires. Cela a montré que la TGE peut aider les plantes à s’adapter lorsqu’une relation avec les mycorhizes n’est pas idéale, en particulier chez la progéniture sexuée.
Pourquoi c’est important
Nos résultats mettent en évidence la complexité des interactions plante-mycorhize à travers les générations et suggèrent que ces effets ne sont pas uniformes entre les différentes stratégies de reproduction. Le TGE plus fort que nous avons observé chez la progéniture sexuée suggère que cette progéniture pourrait être mieux équipée pour gérer les changements dans son environnement que les clones. Cela a de grandes implications pour comprendre comment les plantes s’adaptent, survivent et évoluent : cela montre que la façon dont une plante est créée, que ce soit par le biais de graines ou de clones, et ce que ses plantes mères ont vécu, peuvent réellement façonner son avenir !
23/09/2024
Explorer comment les mycorhizes affectent la progéniture des fraises : un regard sur la reproduction sexuelle et clonale
Vit Latzel (@LatzelV; @IBOTCZ; @popecolIBOT)Institut de botanique de l’Académie tchèque des sciences, discute de son article : Les effets transgénérationnels des mycorhizes sont plus forts chez la progéniture sexuelle que chez la progéniture clonale de Fragaria vesca et sont en partie adaptatifs.
Arrière-plan
Les plantes ont une grande capacité à adapter leurs phénotypes à l’environnement, non seulement au cours de leur vie, mais également au fil des générations. Cette capacité, connue sous le nom d’effets transgénérationnels (ETG), permet aux plantes mères de transmettre des informations sur leur environnement à leur progéniture, presque comme un code de triche de survie. Cette « mémoire environnementale » peut aider les générations futures à savoir à quoi s’attendre et comment y faire face.
La plupart des études sur la TGE se sont concentrées sur la reproduction sexuée, où les plantes produisent des graines grâce à la fusion de gamètes. Mais de nombreuses plantes, comme les fraises, se reproduisent également de manière asexuée à l’aide de tubercules, de stolons ou d’autres structures, pour produire des clones qui sont des copies génétiques du parent. Bien que la reproduction clonale chez les plantes soit très courante dans la nature, peu de recherches ont été menées pour comparer le fonctionnement de la TGE dans ces deux types de reproduction.
Une autre grande lacune dans la recherche concerne la manière dont l’interaction biotique, en plus des facteurs abiotiques tels que la disponibilité des nutriments et de l’eau, influence le TGE. Par exemple, les champignons mycorhiziens forment des partenariats avec les racines des plantes, les aidant à absorber les nutriments, en particulier lorsque le phosphore est rare. Ces champignons peuvent rendre les plantes plus grandes, plus résistantes et mieux gérer le stress. Il est donc possible qu’ils puissent avoir un impact sur le fonctionnement de la TGE dans la reproduction clonale et sexuée, mais personne ne s’était vraiment penché sur ce sujet jusqu’à présent.
Notre étude
Nous voulions étudier comment les champignons mycorhiziens affectent la prochaine génération clonale et sexuée de plants de fraisiers des bois (Fragaria vesca). Pour ce faire, nous avons utilisé une lignée consanguine de F. vesca où la progéniture clonale et la progéniture sexuée autofécondée étaient génétiquement identiques, ce qui en faisait un modèle parfait pour notre comparaison.
Dans une expérience en serre, nous avons cultivé des plantes mères avec différentes combinaisons de champignons mycorhiziens et de niveaux de phosphore. Ensuite, nous avons élevé leur progéniture clonale et sexuée dans des environnements qui correspondaient ou étaient différents de ceux vécus par les parents. Cette configuration nous a permis de voir comment ces champignons et la disponibilité du phosphore affectaient la génération suivante.
Ce que nous avons trouvé
Pourquoi c’est important
Nos résultats mettent en évidence la complexité des interactions plante-mycorhize à travers les générations et suggèrent que ces effets ne sont pas uniformes entre les différentes stratégies de reproduction. Le TGE plus fort que nous avons observé chez la progéniture sexuée suggère que cette progéniture pourrait être mieux équipée pour gérer les changements dans son environnement que les clones. Cela a de grandes implications pour comprendre comment les plantes s’adaptent, survivent et évoluent : cela montre que la façon dont une plante est créée, que ce soit par le biais de graines ou de clones, et ce que ses plantes mères ont vécu, peuvent réellement façonner son avenir !
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