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May 24, 2024

Effets des champignons endophytes sur le processus parasitaire de Taxillus chinensis

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 7744 (2022) Citer cet article 1514 Accès 1 Citations 1 Détails Altmetric Metrics Taxillus chinensis (DC.) Danser est un arbuste médicinal largement utilisé

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7744 (2022) Citer cet article

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Taxillus chinensis (DC.) Danser est un arbuste médicinal largement utilisé dans les systèmes de médecine traditionnelle et moderne. C'est une plante hémiparasite vivace, difficile à propager artificiellement en raison de son faible taux parasitaire. Un parasitisme réussi des plantes parasites consiste à fusionner leurs tissus et à connecter leur système vasculaire au système vasculaire hôte, créant un pont physiologique, qui peut efficacement extraire l'eau, les sucres et les nutriments de leurs plantes hôtes. Il a été rapporté que les champignons endophytes jouent un rôle important dans la dégradation et la fusion de la paroi cellulaire, processus clé de formation du pont physiologique. Par conséquent, dans cette étude, les champignons endophytes de T. chinensis de différents hôtes ont été isolés, puis les organismes susceptibles de dégrader les principaux composants des parois cellulaires ont été éliminés à l'aide d'un milieu constitué de guaihuol et de capacité de dégradation de la cellulose. Les résultats ont montré que cinq souches ont été sélectionnées parmi 72 champignons endophytes de T. chinensis qui présentent des activités enzymatiques élevées pour la dégradation lignocellulosique. Les activités laccase et cellulase de cinq souches ont atteint leurs sommets au jour 7, et les activités enzymatiques les plus élevées de ces deux enzymes ont été trouvées dans la souche P6, qui étaient respectivement de 117,66 et 1,66 U/mL. La peroxydase de manganèse de la souche 4 et la peroxydase de lignine de la souche N6 ont également atteint leurs sommets au jour 7 et étaient les plus élevées parmi les 5 souches, avec des activités enzymatiques de 11,61 et 6,64 U/mL, respectivement. Les souches 4, 15, 31, N6 et P6 ont été identifiées comme Colletotrichum sp., Nigerrospora sphaerica, Exserohilum sp., Diaporthe phaseolorum et Pestalotiopsis sp., respectivement, en fonction de leurs propriétés morphologiques et de biologie moléculaire. Les champignons endophytes peuvent sécréter des enzymes efficaces de dégradation de la paroi cellulaire, qui favorisent la dissolution et la relaxation de la paroi cellulaire entre T. chinensis et l'hôte, contribuant ainsi au parasitisme de T. chinensis.

Taxillus chinensis (DC.) Danser appartenant à la famille des Loranthaceae est principalement réparti dans les régions du sud et du sud-ouest de la Chine. Les tiges sèches et les branches avec des feuilles de T. chinensis sont des ingrédients couramment utilisés dans la médecine traditionnelle chinoise et sont appelées « Sang Ji Sheng » en Chine. T. chinensis a une valeur médicinale élevée. Il est utilisé pour soulager les affections rhumatismales, renforcer le foie et les reins, renforcer les tendons et les os et prévenir les avortements1. T. chinensis est une plante hémiparasite avec des hôtes divers2. Parallèlement, T. chinensis est également utilisé comme matière première pour la fabrication du thé antiparasitaire en Chine, un thé traditionnel chinois destiné aux soins de santé et exporté vers près de 30 pays d'Asie du Sud-Est3. Par conséquent, la demande de T. chinensis est en constante augmentation sur le marché mondial des plantes médicinales en raison de son immense potentiel thérapeutique. Cependant, T. chinensis provient principalement de ressources sauvages, qui ne peuvent pas répondre pleinement à la demande croissante du marché. La culture artificielle de T. chinensis est une mesure efficace pour équilibrer l’offre et la demande du marché.

Cependant, T. chinensis est une plante hémiparasite vivace, difficile à propager artificiellement en raison de son faible taux parasitaire. Un élément essentiel du succès parasitaire des plantes parasites est la capacité de fusionner les parois de leurs cellules hôtes et de relier leur système vasculaire par un organe spécialisé appelé haustorium, formant ainsi un pont physiologique4,5,6,7. Cela permet le transfert non seulement d’eau et de nutriments dans le parasite, mais également de macromolécules, notamment d’ARNm8 et de protéines9. Ainsi, la paroi cellulaire de l’hôte constitue la première barrière à la formation d’un pont physiologique. Il est intéressant de noter que des études ont montré que la pénétration de l’haustorium ne cause pas de dommages importants aux cellules végétales hôtes. Par exemple, l’haustorium de Striga hermonthica ne provoque pas de dommages aux cellules de l’endoderme de la plante hôte lors de la pénétration10,11,12. Ceci peut être réalisé de différentes manières. Dans la plupart des plantes parasites de la famille des Orobanchaceae, un grand nombre d’enzymes liées à la dégradation de la paroi cellulaire ont été trouvées dans le processus parasitaire12,13. Par exemple, la pectine méthylestérase, qui peut dégrader la pectine, se trouve sur les sites de ponction de l'hastorium d'Oroanche cumana Wallr. et Phelipanche aegyptiaca Pers.14. Il a été démontré que d'autres modificateurs de la paroi cellulaire, tels que les dilatases et les enzymes ayant une activité transglucanase, atteignent leur maximum pendant la période de pénétration de l'infection par la cuscute par le WM-xylglucane. En revanche, l’inhibition de ces modificateurs WM-xylglucane réduisait les chances de succès de l’invasion de la cuscute15. Par conséquent, les enzymes liées à la dégradation de la paroi cellulaire jouent un rôle important au cours du processus parasitaire. Cependant, l’origine de ces enzymes n’a pas été explorée davantage.