Sugar wars: Glucose-mediated activation, neutralization and re-activation of defensive metabolites in a soil tritrophic system
Un nouveau projet collaboratif Sinergia a été accordé à un consortium qui inclue Ted Turlings, Felix Kessler et deux partenaires externes, Matthias Erb (UniBE) et Jonathan Gershenzon (MPI Jena). L’étude traitera de la gluco-modulation dans un système tritrophique du sol qui comprenne des plantes de maïs, la chrysomèle du maïs Diabrotica virgifera et ses ennemies naturels comme des nématodes entomopathogènes. Il se base largement sur les résultats du projet Sinergia précédent qui étudiait les benzoxazinoids à l'interface plantes-insectes (voir ci-dessous).
L'activation de métabolites secondaires par dé-glycosylation est une stratégie anti-phytophage bien répandu qui permet aux plantes de stocker des glycosides inoffensifs et de les hydrolyser en des produits toxiques lors d'une attaque. Pourtant, plusieurs phytophages spécialisés sont capables de re-glycosyler les toxines activés et de les séquestrer pour leur propre défense. L'étude a pour but de comprendre en détail les mécanismes biochimiques derrière ce phénomène et ses conséquences écologiques. Les benzoxazinoides (BXDs; voir schéma à gauche) sont les facteurs de résistance principaux contre les insectes chez le maïs, stockés sous forme de glycosides et activé par des glucosidases originaires des plantes. Les larves spécialisées de Diabrotica sont entièrement tolérantes envers les BXDs et les accumulent après ingestion sous forme de glycosides BXD stabilisés. L'endommagement des tissus larvaires mène à la rapide réactivation par des ß-glucosidases putatives de l'insecte ce qui est accompagné par une résistance accrue envers les enemies naturels. En adoptant une approche interdisciplinaire qui combine la chimie analytique, la biochimie, la physiologie moleculaire et l'écologie, le projet vise à identifier et caractériser les enzymes impliquées dans la glyco-modulation des BXDs chez le maïs et Diabrotica, à les manipuler avec la génétique inverse et à étudier leur rôle dans les interactions tritrophiques dans le sol.
banque de données de recherche P3 du FNS
