Ces mutants présentent une régulation aberrante de l’accumulation de marqueurs de défense en absence d’agent pathogène, notamment l’accumulation de molécules de
signalisation associée à la défense et l’expression constitutive de marqueurs de défense. L’hypothèse qu’ils soient affectés dans des gènes importants dans le contrôle des voies de signalisation a donc été émise. Pour confirmer cette hypothèse, plusieurs approches peuvent être mises en œuvre : des croisements avec des mutants connus des voies de signalisation ont été générés, et l’activation de ces voies de signalisation chez ces mutants a été étudiée.
L’un des premiers événements observés lors de la HR est le « burst » oxydatif impliquant les ROS. La plupart des LMM présente une accumulation de H2O2 et de O2- dans et autour
des lésions, mais la fonction de ces signaux est très souvent mal connue. Comme déjà mentionné, chez le mutant lsd1, l’application de O2- induit l’initiation et la propagation des
lésions, suggérant qu’il existe un rôle de cet ion dans la mise en place de la PCD, et que
lsd1 doit être affecté dans la production, la perception et la réponse à ce signal (Jabs et al.,
1996). Des gènes impliqués dans la génération de la bouffée oxydative ainsi que des enzymes impliquées dans la détoxification des ROS sont induits chez plusieurs LMM, ce qui implique l’activation des voies de signalisation et de protection des ROS chez ces mutants (Kliebenstein et al., 1999 ; Torres et al., 2002).
L’implication de la voie SA a été étudiée chez plusieurs LMM. Des croisements entre des LMM et le transgène NahG ont révélé que SA était nécessaire à l’apparition des lésions chez les mutants lsd6, lsd7, acd5, acd6, acd11, cet3, cpr22, ssi1, dll1 et vad1, indiquant un rôle primordial de SA dans la mise en place de la PCD (Weymann et al., 1995 ; Rate et al., 1999 ; Shah et al., 1999 ; Greenberg et al., 2000 ; Yoshioka et al., 2001 ; Nibbe et al., 2002 ; Pilloff et al., 2002 ; Lorrain et al., 2004). De plus, la résistance accrue associée aux mutations LMM est réduite ou supprimée dans ces doubles mutants. Au contraire, la formation des lésions chez les mutants cet2, cet4.1, lsd2, lsd4, lsd5 et agd2 n’est pas supprimée par NahG, indiquant que le SA chez ces mutants doit agir en aval de la formation des lésions, ou que des voies indépendantes de SA contrôlent la PCD (Weymann et al., 1995 ; Hunt et al., 1997 ; Rate et Greenberg, 2001 ; Nibbe et al., 2002 ). Des croisements avec npr1 ont permis de montrer, notamment par l’étude des mutants cpr5, lsd1 et vad1, mais aussi par l’identification des mutants ssi, que des voies dépendantes de SA, mais indépendantes de NPR1 existent (Bowling et al., 1997 ; Shah et al., 1999 ; Clarke et al., 2000b ; Shah et al., 2001 ; Lorrain et al., 2004 ).
L’implication des hormones JA et ET sur la PCD a également été étudiée chez plusieurs LMM, certains d’entre eux présentant une expression constitutive du marqueur de défense
PDF1-2, comme par exemple les mutants cpr5, cpr22, ssi1, hrl1 et vad1 (Boch et al., 1998 ;
Shah et al., 1999 ; Yoshioka et al., 2001 ; Devadas et al., 2002 ; Lorrain et al., 2004). D’autres mutants ne présentent pas d’expression de ce marqueur de défense, comme dll1,
ssi2 et ssi4 (Shah et al., 2001 ; Pilloff et al., 2002 ; Shirano et al., 2002). Des croisements
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cpr22 développaient des lésions indépendamment de ces voies (Yoshioka et al., 2001 ;
Brodersen et al., 2002 ). Au contraire, le mutant hrl1 développe les lésions de façon dépendante de COI1, une composante de la voie JA, le double mutant hrl1/coi1 présentant une accélération de l’apparition, ainsi qu’une augmentation de l’intensité, des lésions, indiquant que la voie JA est impliquée dans la limitation de la mort cellulaire (Xie et al., 1998). A l’inverse de ce qui est observé avec le JA, des croisements avec des mutants de la voie ET ont permis de démontrer que l’éthylène jouait un rôle dans la cinétique d’apparition ainsi que dans l’amplification de la PCD, les doubles mutants présentant un retard dans l’apparition ainsi qu’une diminution de l’intensité des lésions (acd5, cpr5, hrl1) (Clarke et al., 2000b ; Greenberg et al., 2000 ; Devadas et al., 2002).
Ces résultats suggèrent donc que plusieurs LMM activent de façon constitutive la voie SA, mais activent également les voies de l’ET et de JA, en surproduisant les molécules de signalisation ou en agissant sur des composantes des voies de signalisation. Par conséquent, ces voies peuvent être impliquées dans la régulation de la PCD associées à certaines mutations.
L’implication des voies de signalisation précoce incluant EDS1, PAD4 et NDR1 a été étudiée chez plusieurs LMM. Le croisement entre acd11 et eds1 ou pad4 démontre que ACD11 fonctionne de façon indépendante de ces composantes, ou qu’il doit jouer un rôle en aval de ces composantes (Brodersen et al., 2002). De plus, l’analyse du double mutant
ssi4/eds1 révèle que EDS1 est nécessaire à l’apparition des lésions. De façon intéressante, ndr1 n’affecte pas l’apparition des lésions chez ssi4, mais joue cependant un rôle dans
l’établissement de la résistance chez le double mutant ssi4/ndr1, indiquant que les voies EDS1 et NDR1 ne sont pas complètement indépendantes et que des interconnections doivent exister (Shirano et al., 2002). EDS1 est également nécessaire à la formation des lésions chez lsd1 et cpr5, les doubles mutants ne présentant plus de lésions (Clarke et al., 2001 ; Rusterucci et al., 2001 ).