– STREG

Ce projet porte sur la caractérisation de nouveaux régulateurs de la réponse des plantes aux stress abiotiques et leur utilisation pour la création de variétés plus résistantes. Les travaux comportent des approches bioinformatiques, des analyses fonctionnelles chez l’espèce modèle Arabidopsis et une validation de l’intérêt agronomique chez le riz. Les régulateurs identifiés ainsi que de nouveaux régulateurs chimériques seront testés chez ces plantes. Une fois validés chez le riz, ces résultats devraient également pouvoir être utilisés pour l’amélioration d’autres plantes, que ce soit par transgénèse ou par sélection assistée par marqueurs. Le projet que nous proposons doit donc contribuer au développement d’une agriculture productive et durable, notamment en permettant une augmentation, ou au moins une stabilisation des rendements en conditions de cultures limitantes. Ce projet est une collaboration Franco-Germano-Espagnole, qui fait intervenir des partenaires publics et privés, dans les domaines de la génomique et des biotechnologies. L’approche retenue est multidisciplinaire et implique l’utilisation d’outils de bioinfomatique, de biologie moléculaire et de caractérisation phénotypique à grande échelle. Les outils bioinformatiques seront utilisés afin d’identifier de nouveaux éléments cis régulateurs, des facteurs de transcription et les réseaux de régulations impliqués dans la réponse aux stress abiotiques. Parmi ceux-ci, la sècheresse et la forte teneur en sels des sols sont les deux facteurs majeurs qui interviennent dans la limitation du rendement des plantes cultivées. L’identification des éléments cis régulateurs conservés sera réalisée sur la base de l’étude des séquences promotrices de gènes dont les expressions sont co-régulées par les stress abiotiques chez A. thaliana. Un premier groupe d’éléments a déjà été identifié. De nouveaux éléments seront également caractérisés et étudiés. Ces éléments seront testés à l’aide de gènes rapporteurs par expression transitoire et dans des plantes transgéniques. Ces cis-éléments d’ADN seront utilisés pour isoler des protéines qui ont la capacité de s’y fixer. Ces données permettront une modélisation comparative des domaines de liaison à l’ADN des protéines sélectionnées. La caractérisation des domaines de liaison a l’ADN pourra servir de base pour la création de facteurs de transcription synthétiques et pour l’identification de nouvelles protéines endogènes susceptibles de réguler l’expression des gènes au travers des éléments cis étudiés. Les différents FT endogènes et synthétiques seront exprimés de manière ectopique chez A. thaliana et chez le riz. Les plantes ainsi générées seront testées pour leur tolérance à différents stress. Des approches de bioinformatiques chercheront à déterminer s’il peut y avoir des effets synergistiques et additifs entre les différents éléments cis identifiés. Cette approche devrait conduire à l’identification d’une combinatoire d’éléments qui seront alors étudiés de la même manière que les éléments préalablement identifiés. Des analyses fonctionnelles d’expression transitoire et d’approches moléculaires serviront alors de base pour redéfinir les paramètres pour les analyses bioinformatiques. Au delà de l’identification de nouveaux éléments cis régulateurs et de FT correspondant, les réseaux de régulation pourront être étudiés. Par exemple, si un composant des cascades de transduction du signal peut être prédit et vérifié de manière expérimentale comme étant impliqué dans la tolérance au stress hydrique, un niveau supplémentaire de la tolérance au stress pourra être abordé (e.g. une protéine kinase régulant l’activité de FT impliqués dans les mécanismes de tolérance à ce stress)