Agroécologie Temps de lecture 2 min
Contrôle du développement des graines
Cherchant à mieux comprendre la structure et le rôle du réseau de régulation qui contrôle le développement de la graine d'Arabidopsis thaliana, des chercheurs de l’Inra ont exploré le fonctionnement des régulateurs dits "LAFL" et de certaines de leurs cibles dans l’accumulation de lipides et de protéines de réserve de l’albumen et de l’embryon.
Publié le 13 juillet 2017
La production des graines et des semences est un enjeu fondamental pour l'alimentation, l'industrie, l'agriculture et l'environnement. L'amélioration de cette production peut contribuer à une intensification durable de l'agriculture pour nourrir une population mondiale croissante. En outre, les glucides de réserve des graines constituent une alternative au carbone fossile pour la chimie verte. Par conséquent, il y a une demande croissante pour produire plus de graines mieux adaptées aux différentes utilisations en tant que matières premières ou semences. Enfin, cet enjeu est clairement amplifié par les changements climatiques des dernières décennies, qui affectent déjà les productions.
Dans la perspective de mieux comprendre et modéliser la structure et le rôle du réseau de régulation qui contrôle le développement de la graine d'Arabidopsis thaliana, des chercheurs de l’Inra et leurs collègues ont étudié les mécanismes (épi)génétiques et moléculaires qui contrôlent le développement et la qualité des graines.
Le développement des graines et leur maturation sont ainsi étroitement régulés au niveau transcriptionnel par le réseau de régulation dit "LAFL", qui implique des facteurs de type "B3" tels que ABI3, FUS3 et LEC2 (AFL-B3). L'expression des gènes AFL est elle-même strictement contrôlée au cours du développement des graines et réprimée pendant la croissance végétative, grâce notamment à des régulations chromatiniennes. Ils ont identifié et caractérisé de façon détaillée de nombreuses cibles directes des régulateurs LAFL comme les gènes codant pour une oléosine – les oléosines sont des protéines associées aux corps lipidiques dans lesquels les graines des plantes oléagineuses stockent leurs réserves lipidiques - et des facteurs de type MYB impliqués dans la régulation de la biosynthèse des lipides de réserve.
Ce travail ouvre la voie à
- une meilleure connaissance des acteurs du réseau dit "LAFL" et de leurs fonctions chez A. thaliana
- l’étude de l’impact de stress abiotiques (e.g. température et sécheresse) et biotiques, sur la régulation du réseau dit "LALF" et le remplissage des graines
- l’identification de gènes orthologues et la caractérisation des mécanismes impliqués chez diverses plantes de grande cultures (blé, maïs, colza, riz ou caméline).
En savoir plus
Troncoso-Ponce MA. et al. 2016. Transcriptional Activation of Two Delta-9 Palmitoyl-ACP Desaturase Genes by MYB115 and MYB118 Is Critical for Biosynthesis of Omega-7 Monounsaturated Fatty Acids in the Endosperm of Arabidopsis Seeds. Plant Cell. 10: 2666.
Fiume E et al. 2016. TWS1, a Novel Small Protein, Regulates Various Aspects of Seed and Plant Development. Plant Physiol. 172: 1732.
Fatihi A et al. 2016. Deciphering and modifying LAFL transcriptional regulatory network in seed for improving yield and quality of storage compounds. Plant Sci. 250: 198.
Xu W et al. 2016. Endosperm and Nucellus Develop Antagonistically in Arabidopsis Seeds. Plant Cell. 28: 1343.
Baud S. et al. 2016. Deciphering the Molecular Mechanisms Underpinning the Transcriptional Control of Gene Expression by Master Transcriptional Regulators in Arabidopsis Seed. Plant Physiol. 171: 1099.
Troncoso-Ponce MA et al. 2016. New insights on the organization and regulation of the fatty acid biosynthetic network in the model higher plant Arabidopsis thaliana. Biochimie 120: 3.