Les gibbérellines mettent du fer dans les épinards !

Publié par Adrien le 02/05/2016 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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L'équipe de Patrick Achard à l'Institut de biologie moléculaire des plantes, à Strasbourg, révèle qu'une distribution tissu-spécifique de la signalisation par les phytohormones gibbérellines (GAs) dans les racines, permet aux plantes d'adapter la croissance de la racine primaire et l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de la machinerie d'assimilation du fer aux variations du contenu en fer de la rhizosphère. Cette étude est publiée dans la revue Developmental Cell.


Figure: L'expression d'une protéine DELLA mutée, non dégradable par les GAs, dans les cellules épidermiques de la racine-siège de l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par...) du fer, induit un phénotype chlorotique (plante transgénique à droite) par rapport à une plante sauvage (à gauche). La protéine DELLA affecte l'expression de la machinerie d'assimilation du fer. Cette plante transgénique ne peut absorber efficacement le fer du sol et en conséquence montre une chlorose caractéristique des plantes carencées en fer.
© Michael Wild. IBMP

Le fer, microélément essentiel pour le bon fonctionnement des organismes vivants, est important pour la croissance des plantes et le rendement des cultures. Il est en effet essentiel pour divers processus au coeur du métabolisme cellulaire comme la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et...) ou la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...). Les plantes constituent la principale source de fer dans notre alimentation. Selon les estimations de l'organisation (Une organisation est) mondiale de la santé, la carence en fer touche plus de 30% de la population mondiale (La population mondiale désigne le nombre d'êtres humains vivant sur Terre à un...) (http://www.who.int/nutrition/topics/ida/en/). Ainsi, la compréhension des mécanismes d'assimilation et d'utilisation du fer par la plante présente un enjeu majeur, à la fois pour l'agriculture et pour la santé humaine.

Les plantes ont développé des stratégies variées pour assimiler le fer du sol, et les principaux acteurs moléculaires ont été identifiés chez différentes espèces. Par exemple, en réponse à une déficience en fer, les plantes activent un ensemble coordonné de réponses permettant de maximiser à la fois la mobilisation du fer des réserves intracellulaires, et l'absorption du fer contenu dans le sol. Cependant, les mécanismes moléculaires contrôlant l'homéostasie du fer restent méconnus.

L'équipe de Patrick Achard, et leurs collaborateurs de l'Institut de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) Intégrative de la Cellule à Gif sur Yvette et de l'Instituto de Biolog?a Molecular y Celular de Plantas à Valence (Espagne), mettent en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) l'importance des phytohormones gibbérellines (GAs) pour l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) du fer par les racines. Les GAs sont des hormones de croissance qui contrôlent divers processus du développement, tels que la germination de la graine, la floraison (La floraison est le processus biologique de développement des fleurs. Elle est...) ou la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) des plantes, en réponse aux contraintes environnementales que les plantes subissent. Les GAs stimulent la croissance en contrecarrant l'action des protéines DELLAs, une famille de répresseurs nucléaires qui contrôlent l'expression d'un grand nombre de gènes impliqués dans diverses voies métaboliques. L'étude réalisée chez la plante modèle Arabidopsis thaliana montre qu'en réponse à une déficience en fer, les protéines DELLAs se répartissent de manière asymétrique dans les racines: elles s'accumulent dans le méristème (Chez les embryophytes (plantes vertes), un méristème est un tissu biologique...) racinaire, limitant ainsi la croissance de la racine, alors qu'elles sont progressivement exclues des cellules de l'épiderme de la zone de différenciation de la racine. Cette exclusion des protéines DELLAs du site d'acquisition du fer, active l'expression des gènes codant la machinerie d'assimilation du fer par les racines, et ainsi, stimule l'absorption de fer. Cette double action permet à la plante de mieux s'adapter aux fluctuations du contenu en fer dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...).

La manipulation de ces régulateurs serait un moyen efficace de produire de nouvelles variétés de plantes plus tolérantes à la déficience en fer ou avec une teneur en fer plus élevée.
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