Découverte
d’un nouveau gène responsable de l’absorption du fer par les céréales
Une équipe du laboratoire de Biochimie et Physiologie Moléculaire
des Plantes à Montpellier (CNRS, INRA, Agro-M, UM II), en collaboration
avec une équipe américaine, vient de réaliser une première en
caractérisant le gène ys1 de Maïs, impliqué dans la nutrition
de la plante en fer. Ces résultats sont publiés dans la revue
Nature du 18 Janvier 2001 (1).
Plusieurs laboratoires japonais, européens et américains cherchaient
à identifier le gène ys1 car il constitue une clé essentielle
pour comprendre les mécanismes moléculaires de la nutrition en
fer des plantes. Chez les graminées, telles que le Maïs, l’absorption
du fer se fait en deux étapes : la plante sécrète dans le milieu
extérieur des petites molécules, les phytosidérophores, qui forment
un complexe avec le fer présent dans le sol sous forme ferrique.
Ce complexe est alors reconnu et importé au sein de la racine
par un transporteur membranaire, produit du gène ys1. C’est la
première fois que le support physique d’une telle activité de
transport est caractérisé chez un organisme multicellulaire.
Ce mode d’obtention du fer ne se rencontre que chez les graminées,
une famille de plantes produisant la plupart des graines de consommation
courante (riz, blé, maïs…). Cette caractéristique joue un rôle
écologique très important puisque ces plantes, en raison de ce
mode d’acquisition du fer, sont très résistantes à la chlorose
ferrique. Cette déficience nutritionnelle affecte fréquemment
les plantes non graminées (vigne, arbres fruitiers, cultures légumières
etc.) lorsqu’elles sont cultivées sur des sols calcaires. Ces
sols représentent le tiers des terres arables de la planète.
L’identification de ce gène a de plus révélé une surprise de taille
: il existe 8 gènes homologues de ys1 chez Arabidopsis thaliana,
la plante modèle des non graminées, dont le génome a récemment
été entièrement séquencé. Or, les phytosidérophores ne sont pas
synthétisés chez les plantes non graminées. Celles-ci acquièrent
le fer par un autre mécanisme. Un champ d’investigation très important
s’ouvre donc pour caractériser la fonction de ces gènes chez les
non graminées.
Ce résultat permet d’envisager des applications dans le domaine
de l’agronomie et de la nutrition humaine. Il est en effet concevable
de pouvoir conférer ce mode de nutrition en fer aux plantes non
graminées. Ceci diminuerait ainsi leur sensibilité à une faible
disponibilité du fer dans le sol et permettrait d’augmenter leur
teneur en fer, et donc le rendement des cultures. L’amélioration
des qualités nutritives des aliments végétaux représente un autre
enjeu important quand on sait que 30% de la population mondiale
souffre de carence en fer.
(1) C. Curie, Z. Panaviene, C. Loulergue, S.L. Dellaporta, J.F.
Briat and E.L. Walker (2001) Maize yellow stripe1 encodes a membrane
protein directly involved in Fe(III) uptake, Nature
Contact scientifique: Dr Jean-François BRIAT
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