Diversité fonctionnelle de la racine : mise en évidence et fondements moléculaires

Résumé

La source ultime de la diversité biologique réside dans la variabilité inscrite dans le patrimoine génétique des organismes. La diversité génétique naturelle, caractéristique de tout être vivant, permet à une espèce de s'adapter et de répondre à des changements de son environnement. Ainsi, l'adaptabilité de chaque individu déterminée par son génotype est exprimée par une certaine plasticité phénotypique morpho-physiologique. Nous proposons d'envisager la diversité génétique au niveau d'un organe, la racine, au travers de quelques exemples pris chez les Angiospermes. Les exemples qui suivent permettent d'illuster comment une variation génétique au niveau moléculaire conduit aux modifications physiologiques de la racine lorsqu'elle est soumise aux contraintes biotiques et abiotiques de son milieu. Dans la légumineuse tropicale Sesbania rostrata, les ébauches racinaires de la tige, en position adventive, sont capables d'évoluer selon leur environnement en nodules fixateurs d'azote en présence de l'Azorhizobium spécifique, en racine adventive typique ou bien en bourgeon adventif, lorsqu'un segment de tige est placé en culture in vitro. Chez plusieurs espèces de la famille des Casuarinacées, le système racinaire peut former des structures très diverses selon leur environnement. Au contact de l'actinomycète spécifique Frankia, des nodules fixateurs d'azote (actinorhizes) sont initiés, en présence d'une carence en phosphore et en fer, des racines en touffes « cluster roots » se développent et, enfin, en présence de champignons endo ou ectomycorhiziens, des structures nouvelles apparaissent qui sont les mycorhizes. Les résultats obtenus ces dernières années chez les légumineuses suggèrent que certains gènes communs de la plante hôte seraient impliqués à la fois dans l'interaction mycorhizienne et l'association plante-Rhizobium, suggérant par là le partage d'une voie de transduction commune dans les deux types d'interaction. Enfin, le regroupement des plantes pouvant développer des nodules fixateurs d'azote au sein d'un même clade permet de penser que cet ensemble constitue une véritable ressource génétique au sens classique du terme, appliquée ici à la plasticité phénotypique d'un organe, la racine.