Endofiitti

Endofyytit (kreikkalainen endo "in" φυτόν "kasvi", kirjaimellisesti "sisällä kasvi" määriteltyä ja käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1866, jonka Anton de Bary , mutta linkki on ensimmäisenä kuvannut vuonna 1809 nämä organismit mukaan termi " Entophytae ", jota pidetään silloin erillisenä sienten loisten ryhmänä) ovat kaikkia mikro-organismeja ( bakteereja tai sieniä yleensä), jotka suorittavat koko elinkaarensa tai osan kasvista sisäpuolella symbioottisella tavalla ( endosymbiont ), toisin sanoen keskinäisen hyötyä kahdelle organismille tai ilman kielteisiä seurauksia isäntäkasville. Endofyytti voi elää ja lisääntyy intersellulaaritiloissa ( korvakäytävät of parenchyma ) ja / tai tietyissä kasvin soluissa. Endofyytillä ja sen isännällä on vuorovaikutus, jota kutsutaan endofytismiksi . Kasvien mikrobiotaan kuuluvilla endofyyteillä ( mikrobiomi, jota kutsutaan fytobiomiksi ) on niissä rooli, joka on melko verrattavissa eläinten suoliston mikrobiotaan , rooli, jota viimeisimpien tutkimusten mukaan ei tunneta. hyvin pitkään ja sitten aliarvostettu.
Monilla endofyytteillä on toimintaa tai ominaisuuksia, jotka mahdollisesti edistävät kasvien kasvua tai sen sietokykyä tietyn stressin (lämpö, ​​veden, suolan puute, loistaudit bioinsektisidivaikutuksen kautta jne.) Edessä . Osa endofyytin genomista löytyy joskus integroituneena isäntäkasvien DNA : sta

Historia

Symbiontibakteerit, jotka elävät typpeä sitovissa kasvisolmuissa, ovat olleet tunnettuja vuosikymmenien ajan, mutta suurin osa tunnetuista endofyytteistä on löydetty vasta äskettäin. Huomaamaton, koska ne eivät aiheuta taudin oireita, vaan ovat tosiasiassa läsnä kaikkialla; löytyy melkein kaikista tähän mennessä tutkituista kasvilajeista. Alun perin uskottiin, että ne olivat kasvissa piileviä sieniä ja / tai taudinaiheuttajia aiheuttavia bakteereja aiheuttamatta mitään ilmeisiä vaurioita, mutta siitä ei ollut hyötyä kasville. Sitten, 2000-luvun alussa, oleellisesti laaja tieteellinen näyttö on osoittanut, että nämä endofyytit auttavat parantamaan kasvien (myös viljelykasvien) kasvua ja terveyttä, ja lisätä niiden biomassaa erityisesti tekemällä niistä vastustuskykyisempiä taudeille. Mikrobien endofytismiä pidetään näin ollen nykyään kasvien yleisenä sääntönä.

Panokset

Osa endofyytin ↔ kasvisuhteista ja näiden suhteiden alkuperä ymmärretään edelleen huonosti, mutta tiedämme jo, että endofyyteillä on tärkeä rooli kasvien terveydessä ja niiden biotuotannossa, mukaan lukien useimmissa rehukasveissa ja nurmikasveissa taloudellisesti. (Esimerkiksi Festuca spp . tai Lolium spp.) elävät endofyyttisten sienien ( Neotyphodium spp.) kanssa, mikä parantaa erityisesti näiden kasvien kykyä sietää abioottisia rasituksia, kuten kuivuutta, sekä niiden vastustuskykyä kasvissyöjä-hyönteisille ja nisäkkäille. Tai keskuudessa nurmikot, Ruokonata , monivuotinen raiheinä , karkea nurminadan , ruoho punanata ja matelijat punanata sisältävät sitä, ja tämä kaikki osastot kasvin (paitsi juuret jossa he elävät symbioosissa muiden mikrobien); endofyytit ovat keskittyneet näiden lajien lehtivaippaan, kun taas Kentuckyn siniruoho tai punainen bentgrass eivät näytä sisältävän niitä.

Jotkut endofyytit ovat osa hyödyllistä biologista monimuotoisuutta , jonka siementeollisuus on heikentänyt tai menettänyt. Talonpoika siemeniä ja geeniperimää niissä endofyytti voisi tulla tunnustettu voimavara kasvinjalostuksen maailmassa

On mahdollista, että pölyttäjillä ja / tai pölytystyypillä on tärkeä rooli biologisessa monimuotoisuudessa ja siten endosfäärin mukautuvassa evoluutiossa. Pölyttäjien määrän väheneminen olisi silloin myös asia, jota arvioidaan edelleen huonosti tästä näkökulmasta. Viimeaikaisen työn mukaan hyönteisten pölyttämillä lajeilla on vähemmän erilainen mikrobiota kuin anemofiileillä ( "  mikä viittaa vektorihyönteisten tasoittavaan vaikutukseen; pyyhkäisyelektronimikroskopia sekä fluoresoiva hybridisaatio in situ yhdistettynä Confocal-laserskannausmikroskopiaan (FISH - CLSM) ) osoitti, että tektumin pinta oli ensisijainen kapealla bakteerien kolonisaatiolle  ” .

On mahdollista, että niiden endofyytit selittävät joidenkin invasiivisten kasvien onnistuneen lisääntymisen ja sopeutumisen tai joustavuuden.

Endofyyttiset sienet

Isäntäkasvien immuunijärjestelmä hyväksyy - todennäköisesti pitkän koevoluution seurauksena - endofyyttiset sienet kolonisoivat koko kasvin tai sen osan elävien kudosten sisätilat ilman ilmeisiä taudin oireita.

(Manoharachary et ai. (2005) mukaan endofyyttisiä sienilajeja voi olla noin 1,5 miljoonaa, mutta vain noin 75 000 niistä oli jo kuvattu vuonna 2005, ja endofyyttisten sienilajien määrä on edelleen täysin tuntematon. Kasvi ravitsee ja suojaa Nämä sienet tarjoavat vastineeksi kasville mielenkiintoisia metaboliitteja, koska ne parantavat sen terveyttä, kilpailukykyä ympäristössä (lisäämällä vastustuskykyä taudinaiheuttajille, loisille, erilaisille muille stressille ja tekemällä joustavammasta kasvista).

Lähetys, jäljentäminen ja levittäminen

Endofyyttien siirtotapojen sanotaan olevan:

Endofyytti-isäntä-suhde

Ne ovat erilaisia ​​ja vaihtelevat kasvien ja olosuhteiden mukaan:

käyttää

Laaja valikoima endofyyttien tuottamia monimutkaisia ​​molekyylejä on löydetty ja sitä tutkitaan usein antibioottihyödykkeillä ja joskus loislääkkeillä tai jopa syöpälääkkeillä joissakin tapauksissa, kun niitä käytetään eläimillä, myös ihmisillä. D r Gary A. Strobel
löysi merkittävän endofyytin lääkinnällisen mielenkiinnon kannalta . Tämä on Pestalotiopsis microspora , endofyyttinen sieni, joka elää Himalajan marjakuusi Taxus wallachiana -alueen sisällä ja joka tuottaa taksolia .

Endofyyttejä (tai niiden tuottamia molekyylejä) voitaisiin käyttää maataloudessa , metsätaloudessa tai bio- tai agropolttoaineiden tuotannossa . Viljeltyjen kasvien ymppääminen tietyillä endofyyteillä voi itse asiassa parantaa näiden kasvien vastustuskykyä tai sietokykyä erilaisille stressille, taudeille tai loisille.
Muilla endofyytteillä on entsyymejä, jotka pystyvät muuntamaan selluloosaa ja muita hiililähteitä, entsyymejä, joita jotkut haluaisivat käyttää esimerkiksi geenitekniikan tai muiden manipulaatioiden (ymppäämisen) avulla esimerkiksi tuottamaan polttoainetta "myco-diesel". Piriformospora indica on sebacinales- järjestys näyttää kolonisoivan juuret ja ylläpitävän symbioottista suhdetta kaikkiin maanpäällisiin kasveihin .. P. indica on myös osoittanut pystyvänsä lisäämään useiden viljeltyjen lajikkeiden (ohra, tomaatit, maissi jne.) satoja ja vastustuskykyä joitain patogeenejä vastaan juurista.

Käytettävissä olevien tietojen perusteella voidaan olettaa, että ihmiskunnalle mahdollisesti hyödyllisiä endofyyttejä voi olla useita tuhansia. Niitä on kuitenkin vain muutama asiantuntija, jotka tutkivat niitä, ja luonnon monimuotoisuudesta kärsivät metsät ja ympäristöt tuhoutuvat tai hajoavat yhä nopeammin ja suuressa mittakaavassa, mikä tekee todennäköiseksi, että monet endofyytit häviävät mahdollisesti lääketieteessä, teollisuudessa, taloudessa ... jopa ennen kuin ne löydetään.

Jotkut tutkimukset keskittyvät ilmastonmuutoksen tai hiilidioksiditason nousun todellisiin tai mahdollisiin vaikutuksiin . endofyyteistä (pääasiassa metsätaloudessa ja maataloudessa).

Henkilöllisyystodistus

Se tehdään mikroskoopilla, biologisilla tai geneettisillä analyyseillä.

Monet endofyytit asuttavat useita kasvilajeja. Joillakin on yksi tai muutama tietty isäntä. Oletetaan, että he ovat osallistuneet isäntänsä ja sen immuunijärjestelmän kanssa .

Jo tunnetut endofyyttiset lajit ovat hyvin erilaisia, ja luultavasti vain pieni osa on tunnistettu, karakterisoitu ja nimetty. Yhdellä lehdellä voi olla monia endofyyttilajeja, sekä bakteereja että sieniä. Ne voidaan tunnistaa useilla tavoilla, yhä useammin monistamalla (PCR) ja sekvensoimalla pieni DNA-pala. Jotkut endofyytit voidaan viljellä pienestä palasta isäntäkasveistaan ​​sopivassa kasvualustassa.

On salaisia endofyyttilajeja.

Esimerkiksi endofyyttejä voidaan havaita yleisimpien ruohokasvien lehdistä mikroskoopilla (suurennus 400X). Niillä on spiraaliputket ( hifat ), kun lehtisolut on käsitelty etanolilla ja värjätty aniliinisinisellä .

Galleria

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Huomaa  : Endofyytti on mies
  2. (De) Morphologie und Physiologie der Pilze, Flechten und Myxomyceten, 1866
  3. (mistä) Claudia Gorke, Mykozönosen von Wurzel und Stamm von Jungbäumen unterschiedlicher Bestandsbegründungen , Borntraeger,1998, s.  376
  4. Hyde KD ja Soytong K (2008) Sieni-endofyytti-ongelma . Sienien monimuotoisuus; 33: 163 - 173
  5. Sandrine Gelin, Pierre Stengel, Sol: hauras käyttöliittymä , Quae,1998, s.  105
  6. Alibrandi P, Cardinale M, Rahman MM, Strati F, Ciná P, de Viana ML, Giamminola EM, Gallo G, Schnell S, de Filippo C, Ciaccio M, Puglia AM (2017) Anadenanthera colubrinan siemenendosfäärissä asuu monimutkainen mikrobiota, mukaan lukien Methylobacterium spp. ja Staphylococcus spp. mahdollisesti potentiaalisesti kasvien kasvua edistävillä toimilla (Anadenanthera colubrinan siemenendosfäärissä asuu monimutkainen mikrobiota, erityisesti Methylobacterium spp. ja Staphylococcus spp., joilla on potentiaalista kasvukasvua edistävää toimintaa) Kasvien maaperä 1–19. doi: 10.1007 / s11104-017-3182-4 ( yhteenveto )
  7. Rodriguez RJ, Redman RS & Henson JM (2004) Sienisymbioosien rooli kasvien sopeutumisessa korkean stressin ympäristöihin . Maahanmuutto- ja sopeutumisstrategiat globaalia muutosta varten; 9: 261-272
  8. Saar DE, Polans NO, Sorensen PD ja Duvall MRAngiosperm (2001) DNA-kontaminaatio endofyyttisillä sienillä: Detektio ja välttämismenetelmät . Kasvien molekyylibiologian toimittaja; 19: 249 - 260.
  9. (in) George Carroll, "  Sieni endofyytit vuonna varret ja lehdet. Piilevästä patogeenistä Mutualistic Symbiontiin  ” , Ecology , voi.  69, n o  1,1988, s.  2-9 ( DOI  10.2307 / 1943154 )
  10. (in) "  University of Rhode Island GreenShare Factsheets: Endopyhte-Enhanced Grasses  " (käytetty 14. kesäkuuta 2009 )
  11. Omagra, Ontario (maatalousministeriö) Demystifying Endophytes , käytetty 2012-01-07
  12. Chable V (2018) Talonpoikaisen siementen takaisin saaminen. Sillä (2), 63-72.
  13. Ambika Manirajan B, Ratering S, Rusch V, Schwiertz A, Geissler-Plaum R, Cardinale M, Schnell S (2016) Kukan siitepölyyn liittyvään bakteerimikrobioon vaikuttaa pölytystyyppi, ja sillä on suuri monimuotoisuus ja lajikohtaisuus . Tietoja Microbiol 18: 5161–5174: stä. doi: 10.1111 / 1462-2920.13524
  14. Shipunov, A., Newcombe, G., Raghavendra, AK ja Anderson, CL (2008). Endofyyttisten sienien piilotettu monimuotoisuus invasiivisessa kasvissa . American Journal of Botany, 95 (9), 1096-1108.
  15. Zerroug A (2018) retama raetam Forsskista eristettyjen endofyyttisten sienien bioaktiiviset sekundaarimetaboliitit (väitöskirja).
  16. Manoharachary C., Sridhar K., Singh R., Adholeya A., Suryanarayanan TS, Rawat S. ja Johri N (2005) Sienen biologinen monimuotoisuus: Sienien leviäminen , säilyttäminen ja etsintä Intiasta . Nykyinen tiede; 89: 58-71
  17. Saikkonen K, Faeth SH, Helander M ja Sullivan TJ (1998) Sienen endofyytit: jatkuva vuorovaikutus isäntäkasvien kanssa . Vuosikatsaus ekologiasta ja järjestelmällisyydestä; 29: 319 - 343.
  18. (sisään) Vijay C. Verma, Alan C. Ganges Endophytic Research , Springer Science & Business Media,2013( lue verkossa ) , s.  70
  19. Saikkonen K., Wali PR ja Helander M (2010) Geneettinen yhteensopivuus määrittää endofyytin ja ruohon yhdistelmät | PLoS One; 5 (6): e 11395. doi: 10.1371 / journal.pone.0011395
  20. Tan, RX ja Zou, WX (2001). Endofyytit: runsas funktionaalisten metaboliittien lähde . Luonnollisten tuotteiden raportit, 18 (4), 448-459.
  21. Compant S, Clément C, Sessitsch A (2010) Kasvien kasvua edistävät bakteerit kasvien riso- ja endosfäärissä: niiden rooli, kolonisaatio, mukana olevat mekanismit ja käyttömahdollisuudet. Soil Biol Biochem 42: 669–678. doi: 10.1016 / j.soilbio.2009.11.024
  22. (sisään) Luis Márquez , Regina Redman, Russell ja Marilyn J.Rodriguez Roossinck, "  Virus kasvien sienessä: Kolmisuuntainen symbioosi vaaditaan lämpötietoisuuteen  " , Science , voi.  315, n °  5811,2007, s.  513–5 ( DOI  10.1126 / science.1136237 , lue verkossa ).
  23. Compant S, Reiter B, Sessitsch A, Nowak J, Clément C, Ait Barka E (2005) Vitis vinifera L .: n endofyyttinen kolonisaatio kasvin kasvua edistävällä bakteerilla Burkholderia sp. kanta PsJN . Appl Environ Microbiol 71: 1685–1693. doi: 10.1128 / aem.71.4.1685-1693.2005
  24. Arnold AE. 2007. Ymmärtäminen lehtien endofyyttisten sienien monimuotoisuudesta: edistyminen, haasteet ja rajat. Sieni Biol. Ilm. 21: 51-66
  25. Maude RB (1996) Siemeninfektiot ja niiden hallinta: periaatteet ja käytäntö . CAB International (Wallingford, Iso-Britannia)
  26. Darrasse, A., Bureau, C., Samson, R., Morris, CE, Jacques, MA (2007). Pavun siementen saastuminen Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli liittyy alhaisiin bakteeritiheyksiin filosfäärissä kenttä- ja kasvihuoneolosuhteissa. European Journal of Plant Patholog
  27. Darrasse, A., Darsonval, A., Boureau, T., Brisset, M.-N., Durand, K. ja Jacques, M.-A. (2010) Kasvipatogeenisten bakteerien leviäminen nonhost-siemenillä aiheuttamatta siihen liittyvää puolustusreaktiota puhkeamisen yhteydessä . Applied and Environmental Microbiology, 76, 6787-6796
  28. (in) Gary Strobel , "  taksoli päässä Pestalotiopsis Microspora, endofyyttisenä sieni Taxus wallachiana  " , Microbiology , n o  142,1996, s.  435–440
  29. Strobel G et ai. Microbiology 154 (2008), 3319-3328; DOI 10.1099 / mic.0.2008 / 022186-0
  30. (in) Ajit Varma , "  Piriformospora indica, has Cultivable Plant-Growth-Promoting Root Endophyte  " , Applied and Environmental Microbiology , Voi.  65, n o  6,joulukuu 1998, s.  2741–2744 ( lue verkossa )
  31. (in) Karl-Heinz Kogel , "  Endiforminen sieni Piriformospora indica ohjelmoi ohran suolapaineen sietokyvyn, taudinkestävyyden, saannon ja korkeamman suhteen  " , Proc Natl Acad Sci (PNAS) , Voi.  102, n °  38,Syyskuu 2005, s.  13386–13391 ( PMID  16174735 , PMCID  1224632 , DOI  10.1073 / pnas.0504423102 )
  32. Saikkonen K., Wali P., Helander M. & Faeth S.H (2004) Endofyytti -kasvi-symbioosien evoluutio . Kasvitieteiden trendit 9: 275-280

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit

Bibliografia