Carrageenans, sulphated polysaccharides of red seaweeds, differentially affect Arabidopsis thaliana resistance to Trichoplusia ni (Cabbage Looper)

Les carraghénanes sont une famille de galactanes sulfatés linéaires présents chez un certain nombre d’espèces d’algues rouges marines exploitées commercialement. Ces polysaccharides induisent des réactions de défense chez les plantes et les animaux et possèdent des propriétés antivirales. Nous avons étudié les effets de l’application foliaire d’i carraghénane, de κ-carréghane et de λ-carraghénane (représentant divers degrés de sulfatation) sur la résistance de l’Arabidopsis thaliana à l’insecte généraliste Trichoplusia ni (fausse-arpenteuse du chou), important ravageur agricole. Les plantes traitées à l’ι-carraghénane et au κ-carraghénane ont subi moins de dommages foliaires, tandis que celles traitées au λ-carraghénane ont subi des défoliations comparables à celles observées chez les plantes témoins. Dans un essai sans choix, les chenilles exposées aux ι-carraghénane et κ-carraghénane ont subi une perte de poids évaluée à plus de 20 %, tandis que celles exposées au λ-carraghénane n’ont subi aucune perte de poids. Dans des essais à choix multiples, les plantes traitées au carraghénane ont attiré moins de chenilles de T. ni au quatrième jour suivant l’infestation que les plantes témoins. L’application de carraghénanes n’a pas perturbé le comportement de ponte du T. ni. Aucune différence n’a été observée entre la croissance des chenilles élevées sur un milieu nutritif artificiel additionné de carraghénanes et celle des chenilles élevées sur un milieu nutritif témoin. À l’encontre du κ-carraghénane et du λ-carraghénane, le ι carraghénane a induit l’expression des gènes PR1, PDF1.2, et TI1 codant les réactions de défense. Dans les 48 heures suivant l’infestation, le traitement à l’i carraghénane a également régulé à la hausse l’expression des gènes CYP79B2, CYP83B1, responsables de la biosynthèse de l’indole-glucosinolate, et celle du QTL ESM1, associé à l’hydrolyse du glucosinolate. Une analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse de feuilles traitées à la carraghénane a révélé une élévation des concentrations d’isothiocyanates et de nitriles. Collectivement, ces résultats montrent que les carraghénanes ont des effets variables sur la résistance de l’Arabidopsis au T. ni et que le degré de sulfatation de la chaîne de polysaccharides pourrait influer sur l’ampleur de cet effet.