Régulation de l`expression foliaire des transporteurs d`efflux de

Régulation de l’expression foliaire des transporteurs d'efflux de nitrate TRAN1 et TRAN2
par les stress salins et l’ABA.
1. Equipe & lab d'accueil: Equipe Canaux, Laboratoire de Biochimie & Physiologie Moléculaire des Plantes,
Agro-M/INRA/CNRS (UMR 5004), 34060 Montpellier cedex 1.
Responsable: Ronald Oomen. Tel: [phone]. Email: [email protected]
2. Situation:
Le nitrate est l’anion majeur des plantes cultivées. En tant que tel, il intervient dans des fonctions physiolo-
giques cruciales dans la plante (nutrition azotée, turgescence cellulaire, polarisation des membranes…). Si les méca-
nismes moléculaires de l’absorption de NO3
- sont bien étudiés, les transporteurs d’efflux cellulaire restent mal
connus, malgré quelques avancées récentes (Dechorgnat et al., 2011). L’équipe d’accueil a caractérisé le premier
transporteur d’efflux de NO3
- chez les plantes (TRAN1). Localisé dans le cortex racinaire, TRAN1 est responsable
de l’excrétion racinaire massive de NO3
- induite par des stress d’acidification chez Arabidopsis. Plus récemment,
l’équipe a montré que TRAN2, un autre membre de la famille TRAN, est exprimé dans les cellules du péricycle
racinaire et qu’il est impliqué dans la translocation du NO3
- des racines vers les feuilles sous contrainte saline (Tao-
chy et al., en préparation). Quand les plantes sont cultivées jusqu’à la fin de leur cycle végétatif (stade d’initiation
des hampes florales) en présence de concentrations non léthales de Na+, le mutant tran2.1 présente un déficit de
biomasse foliaire par rapport aux plantes sauvages (jusqu’à -18%), suggérant que TRAN2 pourrait constituer un
nouveau déterminant moléculaire de la tolérance des plantes à des contraintes salines modérées. D’autre part,
TRAN1 et TRAN2 sont tous deux exprimés dans les cellules de garde, et la transpiration foliaire des plantes mutan-
tes KO tran2.1 est plus élevée que celle les plantes sauvages sous stress salin. Ces données suggèrent que tran2 et
sans doute TRAN1 interviennent dans le fonctionnement des stomates sous contrainte saline.
Or, si au niveau racinaire la régulation de l’expression de TRAN1 et surtout TRAN2 par des stress Na+ est
déjà bien décrite, ce n’est pas le cas dans les feuilles (et plus particulièrement dans les stomates). L’objectif de ce
stage sera donc de documenter ce dernier aspect. Ces données devraient nous aider à mieux comprendre les phéno-
types observés sur des fonctions physiologiques précises (activité stomatique) mais aussi à un niveau plus intégratif
(tolérance au sel des plantes entières).
3. Programme :
L’objectif du stage sera d’étudier la régulation de l’expression de TRAN1 et TRAN2 dans les feuilles, en réponse à
des traitements salin et de l’hormone de stress ABA. Des plantes exprimant des fusions transcriptionnelles
PTRAN:GFP et PTRAN:LUC (luciférase) et traductionnelles (PTRAN:TRAN-GFP) seront cultivées en terreau en présence
ou non de Na+ (NaCl et Na
2SO4). L’effet temps/dose sera évalué, ainsi que les conséquences de l’application de
contraintes salines sur les teneurs foliaires en NO3
-. L’activité luciférase sera mesurée sur disques foliaires de plantes
exprimant les fusions LUC à l’aide d’un lecteur de luminescence pour quantifier l’activité transcriptionnelle, et la
localisation de l’expression sera observée par épifluorescence sur feuilles entières ou épidermes isolés à partir de
plantes exprimant les fusions GFP. L’effet de l’hormone de stress ABA sera également étudié sur ces plantes culti-
vées en terreau (spray) ou en hydroponie. Dans le cadre de ce projet, l’étudiant pourra être introduit aux approches et
concepts de RT-QPCR (régulation de l’expression foliaire des TRAN par l’ABA) et de microscopie confocale (pour
préciser la localisation des protéines TRAN-GFP) mises en œuvre par des chercheurs expérimentés de l’équipe.
4. Réferences
- Dechorgnat et al. (2011) From the soil to the seeds: the long journey of nitrate in plants. J Exp Bot 62:1349-1359.