Barrières Racines : La Clé de la Symbiose de Fixation de l'Azote Révélée

L'azote, essentiel à la croissance des plantes, pousse les légumineuses comme les haricots et les pois chiches à s'adapter aux sols pauvres en azote. Elles forment des nodosités racinaires abritant des bactéries capables d'extraire l'azote de l'air. Ces rhizobiums reçoivent des sucres de la plante en échange de l'azote fixé. Une étude de l'Université de Cologne, de l'Université de Copenhague et de l'Institut Max Planck de recherche sur la sélection végétale à Cologne a mis en lumière cette symbiose. Publiée dans Science, leur recherche détaille le rôle vital des barrières racinaires dans la régulation du métabolisme délicat entre les plantes et les bactéries. La bande de Caspary, une barrière imperméable dans les racines des plantes, agit comme un gardien, contrôlant le flux d'eau et de nutriments dans le système vasculaire de la plante. Cette barrière se développe parallèlement aux nodosités externes. La formation de ces nodosités est également finement régulée : lorsque l'azote est rare, les racines envoient un signal d'alarme, le peptide CEP1, aux feuilles, qui améliorent ensuite la formation des nodosités. L'équipe de recherche a découvert que la bande de Caspary contrôle les voies de signalisation associées. Ils ont étudié la légumineuse Lotus japonicus. Lorsque les scientifiques ont supprimé la bande de Caspary, les plantes ont formé des nodosités très lentement sur un sol pauvre en azote. Cela n'était pas dû à la barrière qui fuit, mais parce qu'aucun signal CEP1 n'était produit. Les plantes ne pouvaient pas détecter et répondre à la carence en azote. À l'intérieur des nodosités, les chercheurs ont également trouvé une version compacte de la bande de Caspary, régulant l'échange entre la plante et les bactéries. Sans cette barrière, le sucre circule librement de la plante vers les nodosités. Cela amène les bactéries à se multiplier davantage, mais elles ne produisent plus de composés azotés comme nutriments pour la plante. "L'étude fournit de nouvelles perspectives sur la façon dont les plantes et les microbes interagissent et établit un nouveau système modèle pour étudier comment un partenariat bénéfique peut avoir lieu dans un espace confiné", résume l'auteur principal Tonni Grube Andersen. Selon les chercheurs, les plantes ont développé ce système de contrôle finement réglé pour garantir que le partenariat reste équitable.