Development of a multimodal approach to study plant-microorganisms interactions using mass spectrometry imaging, Raman imaging and non-targeted metabolomics
Résumé
Il y a 450 millions d'années, la symbiose mycorhizienne arbusculaire (AMS) est survenue entre les plantes et les champignons Gloméromycètes. Cette étape a facilité la colonisation du sol par les premières plantes terrestres et, dès lors, a joué un rôle central dans les écosystèmes naturels et agricoles. L'établissement de l'AMS débute par un dialogue moléculaire entre deux partenaires localisés indépendamment dans le sol. Ce dialogue est suivi par la formation de structures fongiques spécialisées dans les racines : les arbuscules, principaux sites d'échange de nutriments entre les deux organismes. Accéder au dialogue métabolique entre une plante et sa mycorhize représente à ce jour, un enjeu important pour mieux décrire la cascade de voies symbiotiques communes impliquées. La multimodalité offerte par la métabolomique globale par LC-HRMS, l'imagerie par spectrométrie de masse MALDI-ToF et la microscopie Raman stimulée, permet d'y répondre en localisant des métabolites sur des coupes de la matrice étudiée tout en s'affranchissant de colorations ou de marquages possiblement invasifs. Ces approches au vaste spectre de résolution spatiale et aux capacités spécifiques, sont complémentaires pour identifier, cartographier finement et quantifier les métabolites d'intérêts au sein d'une AMS selon l'état de mycorhization. L'originalité du couplage à la microscopie Raman permet de compléter et d'améliorer le champ de vision du paysage métabolique de ce mutualisme, à l'échelle de la cellule mycorhizée. Les premiers résultats de cette étude originale sont présentés chez Marchantia paleacea mycorhizée par Rhizophagus irregularis.
Domaines
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