Validation fonctionnelle du rôle de la glutamine synthetase au cours du remplissage du grain chez le maïs par une approche intégrée de physiologie moléculaire, de protéomique et de transcriptome. – MAIZE GS and YIELD

Le but de notre programme de recherche est de mieux comprendre et ainsi d’améliorer l'efficacité d'utilisation d'azote chez le maïs, une plante cultivée d'importance économique majeure et de valeur économique potentielle. Un préalable en matière d'agriculture durable est l'utilisation de cultivars moins exigeants en intrants pour à la fois éviter la pollution par des nitrates et maintenir une marge bénéficiaire suffisante aux agriculteurs qui devront à terme réduire l'utilisation des engrais azotés. Au cours de ces dernières années un certain nombre d’études combinant de l'agronomie, de la physiologie moléculaire de la plante entière et de génétique quantitative ont été entreprises pour identifier quelles sont les étapes limitantes dans l’absorption, l'assimilation et la remobilisation de l’azote pendant la croissance et le développement du maïs. Ces études montrent que deux gènes codant la synthétase glutamine synthétase (GS1-3 et GS1-4) sont de bons gènes de candidat qui peuvent, au moins partiellement, expliquer des variations de rendement ou de poids de grain. Une caractérisation phénotypique préliminaire a été réalisée sur deux mutants déficients pour GS1-3 et GS1-4. Une réduction de taille des grains et du nombre de grains a été observée chez les mutants de gs1-3 et gs1-4 . Cette réduction est encore plus marquée chez le double mutant gs1-3/gs1-4. En revanche, la production de biomasse chez les trois types de mutants n’est pas modifiée. Des maïs transgeniques surexprimant constitutivement GS1-3 ont été également produits. Le projet de recherche se concentrera sur la caractérisation moléculaire et physiologique des mutants et des surexpresseurs GS de maïs, en utilisant une approche pluridisciplinaire combinant des études de physiologie de la plante entière, de proteomique et de transcriptomique. Cette approche intégrée permettra de déterminer quel est le rôle de la GS au cours du remplissage du grain en examinant l'impact d’une activité enzymatique diminuée ou accrue sur l'assimilation et la translocation de l’azote vers le grain.