Nutrition azotee et metabolisme de l'azote chez une plante hemiparasite de racine striga hermonthica (del. ) benth. : relation avec le metabolisme carbone

• Auteur / Autrice : Karine Pageau
• Direction : André Fer, Richard J. Robins
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Résumé

Striga hermonthica est un hemiparasite provoquant de tres importants degats dans les cereales tropicales de type c 4, notamment en afrique, ou il connait une extension difficilement controlable. L'etude a ete realisee sur le couple sorgho/striga. L'impact du parasite sur le sorgho est d'autant plus fort que la fertilite des sols est faible. Il a ete egalement demontre que la fertilisation reduit l'infestation des cultures. Notre travail a donc eu pour objectif d'elucider quelques aspects de la nutrition azotee du parasite. Par alimentation des racines du sorgho hote en k 1 5no 3, un transfert de 1 5n de l'hote vers striga a ete mis en evidence. Dans la seve brute du parasite, l'azote est present majoritairement sous forme inorganique (70% de l'azote total transporte), la glutamine et l'asparagine contenant respectivement 20% et 10% de l'azote total transporte. La teneur en acides amines libres totaux des parties aeriennes de striga est 4 fois plus elevee que celle observee dans les limbes du sorgho parasite. Cette difference s'explique par une accumulation importante d'asparagine chez striga, cet acide amine representant 80% du pool des acides amines libres totaux des parties aeriennes du parasite. La mesure du contenu en 1 5n des differents acides amines libres de s. Hermonthica montre clairement que l'isotope lourd s'accumule dans l'asparagine (95% du contenu en 1 5n total des acides amines libres totaux). L'azote preleve chez l'hote, essentiellement sous forme de nitrate, est accumule dans l'asparagine chez le parasite. Lorsque du k 1 5no 3 est fourni a des tiges excisees de striga, le 1 5n est, comme chez le parasite intact, incorpore massivement dans l'asparagine. Cela traduit une capacite importante du parasite a reduire le nitrate. L'accumulation d'asparagine est donc une particularite du metabolisme azote du parasite. Ce dernier, du fait de sa transpiration intense, importe des quantites importantes de nitrate a partir de la seve brute des racines du sorgho hote. Le parasite serait, en quelque sorte, confronte a un exces d'azote qu'il convient donc de stocker sous une forme non toxique, comme l'asparagine. L'accumulation d'asparagine represente une reserve d'azote reduit utilisable en fin de cycle de developpement du parasite. Cet acide amine contribue aussi, avec le mannitol, au maintien du gradient de potentiel hydrique de l'hote vers striga. Les activites enzymatiques permettant cette orientation du metabolisme azote du parasite vers l'accumulation d'asparagine ont ete mesurees (glutamine synthetase, glutamate synthetase, glutamate oxoglutarate aminotransferase, glutamate deshydrogenase) ou detectees (asparagine synthetase), ce qui nous a permis de proposer un schema global de la voie de synthese de l'asparagine et de son inter-relation avec le metabolisme du carbone.