Blanc SVSE 7 - Blanc - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie

Rôle d’inhibiteurs du cycle cellulaire dans la réponse des plantes à des stress abiotiques – CKI-stress

Résumé de soumission

Comprendre comment les plantes s’adaptent à différents types de stress et quelles sont les bases génétiques de ces adaptations est essentiel pour pouvoir prédire le comportement des végétaux dans des environnements changeants. Dans la nature comme dans les cultures, les plantes sont soumises simultanément à de nombreux stress qui peuvent exercer une pression de sélection significative. Au cours de l’évolution, les plantes se sont adaptées à une gamme très large de conditions environnementales variées incluant des combinaisons de stress biotiques et abiotiques. Dans un contexte de changement climatique, il est important d’identifier par quels moyens les plantes peuvent préserver leur croissance et leur développement. Il est largement établi qu’une large part de la plasticité du développement des plantes est liée à des variations d’activités du cycle cellulaire. De fortes corrélations entre la taille des organes végétaux et leur nombre de cellules ont été reportées pour de nombreuses espèces dans différentes gammes de scénarios environnementaux. L’identification des bases moléculaires contrôlant cette plasticité du cycle cellulaire pourrait d’une part mener à une meilleure compréhension des moyens par lesquels les plantes répondent à leur environnement mais pourrait également être une source potentielle d’amélioration génétique de l’adaptation des plantes aux stress. Un point limitant de la progression du cycle cellulaire lorsque les plantes sont soumises à un stress est le contrôle de la transition entre la phase G1 et la phase S. Les stress abiotiques induisent l’expression d’inhibiteurs de kinases cycline-dépendantes (CKI) qui en réduisant l’activité de ces kinases, inhibent la prolifération cellulaire et la croissance des organes.
Le projet CKI-Stress permettra d’analyser en détail cette famille de gènes dont certains ont été prédits précédemment comme des acteurs importants dans le contrôle du cycle cellulaire en réponse aux stress dans différentes espèces végétales. Des approches complémentaires de génétique et biologie moléculaire vont être combinées dans le but de mieux comprendre le rôle et la fonction des CKI dans le développement des plantes et leurs réponses aux stress. L’étude se focalisera sur trois types de stress abiotiques : la sécheresse, les fortes températures et le stress salin. Elle sera menée sur la plante modèle Arabidopsis thaliana pour tirer profit à la fois du matériel génétique disponible et potentiel chez cette espèce et d’une plateforme automatisée pour sa culture et son phénotypage reproductibles en réponses aux stress.
De nombreux mutants (simples et combinaisons multiples) affectés dans la fonction des gènes CKIs seront soumis à différents stress abiotiques et leur développement sera analysé avec une approche multi-échelle allant d’évènements cellulaires (division cellulaire, endoréduplication…) à des processus à l’échelle de la plante entière (expansion des feuilles, transition florale…). Ces analyses phénotypiques seront complétées par des analyses moléculaires et biochimiques afin d’analyser et d’identifier leurs régulations transcriptionnelles et post-traductionnelles en réponse aux stress. Nous espérons identifier le « dégron » de certaines protéines CKI mais également des ubiquitine E3 ligases, responsables de leurs dégradations. Ainsi nous souhaitons identifier tous les membres de la famille des SIM/SMRs impliqués dans les stress abiotiques indiqués. De plus nous voulons élucider comment ces gènes sont régulés par les protéines DELLAs (des protéines intégratrice du stress dans la voie de signalisation des gibbérellines) mais également en réponse à l’ABA, une hormone de stress qui régule négativement la prolifération cellulaire.

Coordinateur du projet

Laboratoire d'Ecophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux, UMR759 (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS DR ALSACE
UMR Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes
Laboratoire d'Ecophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux, UMR759

Aide de l'ANR 379 921 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2013 - 48 Mois

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