Implication des facteurs de transcription dans l’orchestration de la croissance racinaire

Responsable scientifique : Valérie Legué (UMR 1136 Interactions Arbres / Micro-organismes – IaM)

Partenaires Labex : M.B. Bogeat-Triboulot et I. Hummel (UMR 1137 Ecologie et Ecophysiologie Forestières – EEF)

Contexte — Le système racinaire joue un rôle majeur dans le développement des plantes. Son développement, qui implique la croissance racinaire et la formation des racines latérales, est soumis à de nombreux facteurs édaphiques tels que les interactions avec les champignons, la disponibilité en nutriments et en eau. La plasticité du système racinaire permet à la plante de répondre rapidement aux changements de conditions environnementales, ce qui lui confère une valeur adaptative importante. En particulier, la croissance est modulée par les facteurs de la rhizosphère (eau, éléments minéraux, micro-organismes…). Alors que l’activité des cellules souches est nécessaire au maintien de la croissance, l’impact de l’environnement sur leur activité n’a pas

Objectifs — Décrypter les mécanismes impliqués dans la plasticité de la croissance des racines de peuplier. Nous testons l’hypothèse selon laquelle les modulations de croissance observées lors de la symbiose et sous contrainte hydrique reposent, au moins en partie, sur une modification de l’activité des cellules souches au sein du méristème.

Démarche — Nous menons une analyse parallèle de la croissance et de l’expression des facteurs de transcription (FT) impliqués dans l’activité des cellules souches en réponse aux deux facteurs de l’environnement considérés.

Résultats marquants — 

• L’inhibition de la croissance est induite dès une semaine de contact avec le champignon mycorhizien. En réponse au déficit hydrique, la croissance est ralentie d’autant plus que le stress est fort.
• Les homologues des gènes d’intérêt ont été identifiés dans le génome du peuplier et les amorces spécifiques dessinées.
• L’ensemble des facteurs de transcription étudiés est exprimé dans l’apex racinaire, qu’il soit témoin, mycorhizé ou soumis à un stress osmotique.
• Une cinétique d’expression des FT au cours de la formation de la mycorhize (1 point/semaine) montre des inductions significatives au stade précoce (semaine 1).
• Les régulations en réponse au stress osmotique sont en cours d’analyse.

Principales conclusions incluant des points-clés de discussion — Les variations de croissance induites par les facteurs biotique et abiotique étudiés sont associées à des régulations de l’expression de FT dans l’apex racinaire. Sachant que ces FT sont exprimés de façon très localisés chez Arabidopsis, il serait important de connaitre le patron d’expression au sein d’un méristème plus complexe tel celui du peuplier.

Perspectives — Dans le cadre du projet postdoctoral qui se termine en avril 2014, nous envisageons d’analyser l’expression des FT candidats dans des lignées Arabidopsis marqueur de leur expression (GUS, GFP, CFP) en réponse au déficit hydrique.