Modulation de la remobilisation de l'azote et de l'absorption de l'azote par les plantes après floraison en condition de stress environnementaux
Résumé
Les plantes sont des organismes sessiles qui absorbent l'azote (N) du sol pour assurer leur croissance et leur développement. Après la floraison, l'azote dont les plantes ont besoin pour la croissance et le remplissage des graines provient soit de l'absorption de l’azote inorganique par les racines, soit de la remobilisation de l’azote organique des vieilles feuilles. L'équilibre entre absorption et remobilisation de l'azote détermine la composition finale en carbone (C) et en azote des graines. Les mécanismes d'absorption et de remobilisation de l'azote sont régulés par des signaux endogènes, notamment les hormones, le stade de développement, le rapport carbone/azote, ainsi que par des facteurs environnementaux. Les réponses cellulaires à l'environnement sont relativement bien connues. Cependant, les effets des stress environnementaux sur l'équilibre entre l'absorption et la remobilisation de N restent encore mal compris. Ainsi, cette étude vise à analyser l'impact des stress environnementaux (sécheresse, chaleur, obscurité, défense déclenchée et faible disponibilité en nitrate) sur les flux de N dans la plante pendant le remplissage des graines. A partir de données publiques du transcriptome d'arabidopsis, l'expression de plusieurs gènes marqueurs impliqués dans l'assimilation, le transport et le recyclage de l'azote a été analysée en relation avec le stress. Les résultats ont montré que les réponses des gènes codant pour les transporteurs de N inorganique, l'assimilation et le recyclage de N sont principalement régulés par la limitation en N, les gènes codant pour les protéases sont principalement sensibles à la limitation de C, et la réponse des gènes impliqués dans le transport de N organique est contrôlée à la fois par les limitations en C et en N. Enfin, des données isotopiques ont été utilisées pour examiner les effets de stress environnementaux sévères sur la remobilisation et l'absorption de l'azote. Une représentation schématique des principaux facteurs qui régulent l'équilibre entre la remobilisation et l'absorption de l'azote dans les conditions de stress et de contrôle est fournie.
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Légende :
Représentation graphique des principaux paramètres de l’efficacité de l’utilisation de l’azote qui dirigent l’équilibre entre la remobilisation et l’absorption chez la plante, sous 6 différents environnements.
Les flèches colorées montrent les principaux facteurs modifiant l’équilibre entre les flux d’azote venant de l’absorption (N uptake) et ceux venant de la remobilisation (Remobilization), dans six conditions de culture.
Bleu, la condition de contrôle (Control),
Marron, la condition d’obscurité (Dark),
Orange, la condition de défense stimulée (Defense), rouge la condition de sécheresse (Drought),
Vert, la condition de fortes chaleurs (Heat) et en bleu fonçé la condition de faible disponibilité en azote (Low N).
Qty NUP et Qty NREM : quantité d’azote dans la plante provenant respectivement de l’absorption et de la remobilisation.
NUPHI et NREMHI : proportion d’azote, respectivement absorbé et remobilisé, qui est allouée au remplissage des graines.
Seed yield : rendement en graine.
Rosette DW : poids de la rosette sèche.
Référence :
Marmagne A, Masclaux-Daubresse C, Chardon F,
Modulation of plant nitrogen remobilization and postflowering nitrogen uptake under environmental stresses
https://doi.org/10.1016/j.jplph.2022.153781
Équipe SATURNE :
"Senescence, autophagie, recyclage nutritionnel et efficacité d'utilisation de l'azote"