Le soufre est nécessaire à la croissance des plantes. C’est un constituant important des acides aminés, il joue un rôle essentiel dans le métabolisme des vitamines et il entre dans la composition de nombreuses molécules contrôlant la tolérance des plantes aux stress environnementaux. Le soufre est particulièrement utile à certaines cultures comme les crucifères (chou, colza, radis, moutarde). L'alimentation des plantes en soufre s'effectue essentiellement à partir des sulfates, les racines absorbant les ions sulfate présents dans le sol et apportés sous forme d'engrais au champ. Le sulfate s’accumule dans la plante et il est responsable de l'odeur et de la saveur de certaines plantes (ail, oignon, chou).
Pour mieux comprendre le mécanisme d’accumulation du sulfate dans la plante, les chercheurs de l’INRA de Versailles ont mis au point un dispositif expérimental original utilisant la plante modèle Arabidopsis thaliana (Arabette). En effet, certaines variétés sauvages d’Arabette provenant de différentes régions du monde montrent des variations importantes d’accumulation du sulfate qui témoignent certainement en partie de l’adaptation des plantes à leur environnement naturel. Ces différences fournissent ainsi aux chercheurs un remarquable outil pour étudier l’interaction génome / environnement et comprendre comment sont contrôlées génétiquement les différences entre variétés sauvages.
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© INRA / J. Weber
Semis en serre de lignées d'Arabidopsis thaliana
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Tirant partie de cette variabilité naturelle, ils ont réalisé un croisement stratégique entre deux populations sauvages, leur permettant de détecter et déterminer les caractéristiques d'une zone du génome qui contrôle l’accumulation de sulfate dans les parties foliaires de la plante. Au sein de cette zone, ils ont identifié le gène responsable qui code pour une enzyme, l'APR2, impliquée donc dans la régulation du flux de sulfate.
Les chercheurs de l’INRA, en collaboration avec un groupe du John Innes Centre à Norwich (Royaume-Uni), ont mis en évidence que l’accumulation de sulfate était dépendante d'une modulation dans l’efficacité de cette enzyme (son activité). Et pour la première fois, ils ont pu aller jusqu’à quantifier l’effet de la variation de son activité enzymatique : ainsi, lorsque l'activité de l'APR2 est réduite du fait de la présence d'une mutation naturelle dans la séquence protéique, ils observent une accumulation de sulfate. Cette zone du génome cruciale contrôle donc de manière quantitative l’accumulation de sulfate et son utilisation par la plante.
Ces nouvelles connaissances génériques seront utiles pour les espèces de la famille des crucifères, notamment pour optimiser la fertilisation en soufre.
Source :
Natural variation for sulfate content in Arabidopsis is highly controlled by APR2
Nature Genetics, Advance Online Publication - 24 juin 2007
http://www.nature.com/ng/journal/v39/n7/abs/ng2050.html
Olivier Loudet1, Vera Saliba-Colombani2, Christine Camilleri1, Fanny Calenge2, Virginie Gaudon2,
Anna Koprivova3, Kathryn A North3, Stanislav Kopriva3 & Françoise Daniel-Vedele2
1 Station de Génétique et Amélioration des Plantes (SGAP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Rte. de St. Cyr, Versailles 78026, France.
2 Laboratoire de Nutrition Azotée des Plantes (NAP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Rte. de St. Cyr, Versailles 78026, France.
3 John Innes Centre, Norwich Research Park, Colney, Norwich NR4 7UH, UK
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