Gibbérellines et adaptation à l’environnement

Responsable d'équipe : Patrick ACHARD

Thème de recherche

La croissance des plantes est soumise à un contrôle hormonal et à l’influence de signaux de l’environnement (disponibilité des nutriments, teneur en eau, lumière, température) ou des stress. Les phytohormones gibbérellines (GAs), régulateurs clés de la croissance, sont des composés diterpénoïdes tétracycliques qui contrôlent divers processus du développement, comme la germination de la graine, la croissance et la floraison. Ainsi, les mutants de production de GAs sont nains et fleurissent tardivement, et le traitement de ces plantes avec des GAs restaure une croissance normale. Le rôle des GAs pour la détermination de la hauteur des plantes a eu des répercutions importantes sur l’agriculture dans les années 1960, le développement de variétés céréalières semi-naines altérées dans leur réponse aux GAs a contribué à une augmentation considérable des rendements lors de la « révolution verte ». Au cours de la dernière décennie, des progrès importants ont été réalisés dans la compréhension du métabolisme des GAs, du transport et de la voie de signalisation des GAs, de leur perception à l’activation des réseaux transcriptionnels qui contrôlent le développement des plantes. Notre recherche se focalise principalement sur les mécanismes régis par les GAs, adaptant la croissance et le développement des plantes en réponse aux contraintes environnementales. Nous étudions également le transport des GAs, en se concentrant principalement sur les mouvements à longue distance de GA endogènes entre les différents organes de la plante.

Les projets

  • Régulation des mécanismes d’action GA/DELLA
  • Adaptation des plantes aux stress environnementaux
  • Transport de GAs chez les plantes

Projets en cours

Régulation des mécanismes d’action GA/DELLA

Les phytohormones GAs sont connues depuis longtemps pour contrôler divers processus du développement des plantes en activant la dégradation de régulateurs transcriptionnels, les protéines DELLAs. Cependant, le mécanisme moléculaire par lequel les DELLAs relaient l’information commence seulement à émerger. Une fonction importante des DELLAs repose sur leur capacité à établir des interactions protéine-protéine avec différentes classes de protéines nucléaires dont certains facteurs de transcription. Ainsi, les DELLAs contrôlent l’expression d’une multitude de gènes cibles impliqués dans diverses voies de signalisation. Nos objectifs visent à étudier par des approches de génétique et d’imagerie cellulaire, la spécificité, les conséquences et la dynamique de ces interactions in planta.

Adaptation des plantes aux stress environnementaux

Les plantes sont des organismes sessiles qui ne peuvent échapper à des conditions de croissance défavorables. Pour surmonter ces limitations, les plantes ont le potentiel de s’acclimater en déclenchant une cascade d’événements conduisant à des modifications transcriptionnelles et biochimiques. Des études récentes ont révélé un rôle crucial des GA/DELLA dans de nombreux aspects du développement qui sont influencés par les conditions environnementales. Par exemple, tandis que la croissance de plantes mutantes dépourvues en protéines DELLAs est peu affectée par un stress salin au contraire de plantes sauvages, l’activité exercée par les DELLAs augmente la survie des plantes. Les DELLAs permettent donc aux plantes d’adapter leur croissance en fonction des contraintes environnementales qu’elles subissent. Nous avons pour but d’élucider par des approches multidisciplinaires, les mécanismes de régulation par lesquels les GA/DELLA intègrent et transmettent l’information à partir de multiples signaux environnementaux.

Transport de GAs chez les plantes

Les phytohormones sont de petites molécules souvent peu abondantes qui agissent à proximité de leur lieu de synthèse ou dans des tissus ou organes plus éloignés. Historiquement identifiées chez le champignon pathogène Gibberella fujikoroi, l’agent causal de la maladie bakanae du riz, 136 GAs ont été caractérisées dans les plantes, champignons et bactéries, bien que seules quelques unes ont une activité biologique. Nous avons récemment démontré par microgreffes et par des approches biochimiques, qu’un intermédiaire de la voie de biosynthèse, la GA12, bien que biologiquement inactif, est la principale forme de GA mobile sur de longues distances, chez Arabidopsis. Nous étudions actuellement par des approches génétiques et pharmacologiques les propriétés et les fonctions biologiques associées à ce transport.

Membres de l'équipe

Publications

  • WILD M., DAVIERE J., REGNAULT T., SAKVARELIDZE-ACHARD L., CARRERA E., LOPEZ DIAZ I., CAYREL A., DUBEAUX G., VERT G. and ACHARD P.

    Tissue-specific regulation of gibberellin signaling fine-tunes Arabidopsis iron deficiency responses.

    Developmental Cell, 37(2):190-200, 2016. | PMI27093087 :

  • DAVIERE J. and ACHARD P.

    A pivotal role of DELLAs in regulating multiple hormone signals

    Molecular Plant, 9(1):10-20, 2016. | PMI26415696 :

  • REGNAULT T., DAVIERE J., WILD M., SAKVARELIDZE-ACHARD L., HEINTZ D., CARRERA BERGUA E., LOPEZ DIAZ I., GONG F., HEDDEN P. and ACHARD P.

    The gibberellin precursor GA12 acts as a long-distance growth signal in Arabidopsis

    Nature Plants, 1(6):15073, 2015. | PMI27250008 :

  • DAVIERE J., WILD M., REGNAULT T., BAUMBERGER N., EISLER H., GENSCHIK P. and ACHARD P.

    Class I TCP-DELLA interactions in inflorescence shoot apex determine plant height

    Current Biology, 24(16):1923-8, 2014. | PMI25127215 :

  • WILD M., DAVIERE J., CHEMINANT S., REGNAULT T., BAUMBERGER N., HEINTZ D., BALTZ R., GENSCHIK P. and ACHARD P.

    The Arabidopsis DELLA RGA-LIKE3 Is a Direct Target of MYC2 and Modulates Jasmonate Signaling Responses

    Plant Cell, 24:3307-3319, 2012. | PMI22892320 :

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