Analyse multi-omiques du mutant sid2 : importance de l'isochorismate synthase ICS1 pour faire face à la limitation en soufre chez Arabidopsis thaliana

Le gène SID2 (SA INDUCTION-DEFICIENT2) codant pour l'ICS1 (isochorismate synthase), joue un rôle central dans la biosynthèse de l'acide salicylique (SA) chez arabidopsis. Des chercheurs de l’équipe "Senescence, Autophagie, Recyclage Nutritionnel et Efficacité d'Utilisation de l'Azote" SATURNE en collaboration ont récemment montré en collaboration que les mutants sid2 et NahG (codant pour une hydroxylase SA bactérienne) (NahG-OE) étaient plus performants que la plante sauvage en situation de nutrition optimale ou en carence en azote. Dans ces conditions, ils présentent un retard de sénescence foliaire, une biomasse végétale plus élevée et un meilleur rendement en graines. Lorsqu'ils sont cultivés dans des conditions limitées en sulfate (faible-S), les chercheurs ont observé que les feuilles des mutants sid2 jaunissent précocement par rapport au sauvage et aussi par rapport aux mutants surexpresseurs NahG-OE et au mutant npr1 affecté dans la voie de signalisation SA. Ceci indique que l'hypersensibilité de sid2 à la limitation en sulfate pourrait être indépendante de la voie de signalisation SA canonique chez npr1. Les analyses transcriptomiques et protéomiques ont révélé que des changements métaboliques majeurs, dans les voies redox et du glutathion se produisent chez les mutants sid2 lorsqu'ils sont cultivés en carence en sulfate. Par des mesures d’uptake avec du sulfate marqué avec l’isotope 34S, les chercheurs ont montré que les mutants sid2 ont une capacité plus faible d'absorption du sulfate que les sauvages et des concentrations plus faibles en soufre dans leurs rosettes. A contrario, ils présentent des concentrations plus élevées en glutathion. Les métabolismes des acides aminés et des lipides sont fortement modifiés chez sid2 en carence en sulfate. La diminution des acides gras totaux est cohérente avec un rôle central du métabolisme du S dans la synthèse lipidique. Dans l'ensemble, ces résultats montrent qu'une ICS1 fonctionnelle est importante chez les plantes pour faire face aux conditions de limitation en sulfate.

Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal