Projet 1: Régulation par les nutriments de la voie de signalisation impliquant la protéine kinase TOR (Target of Rapamycin)
(contact: Christian Meyer et Anne-Sophie Leprince)
La protéine kinase TOR conservée chez les eucaryotes agit dans le complexe TORC1 avec ses partenaires protéiques LST8 et RAPTOR. Chez les animaux, il est impliqué dans diverses maladies prolifératives et métaboliques, telles que le cancer et le diabète. TOR est un acteur central des réponses des plantes à la disponibilité en nutriments, aux phytohormones mais aussi aux stress abiotiques et biotiques.
Lorsque les conditions sont favorables, le complexe TORC1 active les processus anaboliques et la croissance tout en inhibant le catabolisme et le recyclage des nutriments par autophagie. TOR contrôle de façon globale la traduction des ARNm et plus spécifiquement celle d'ARNm codant pour les protéines impliquées dans les réponses hormonales et aux au stress. Des données récentes suggèrent que TOR et SnRK1 / 2 (kinases liées à Snf1) agissent de manière opposée.
(contact: Christian Meyer et Anne-Sophie Leprince)
La protéine kinase TOR conservée chez les eucaryotes agit dans le complexe TORC1 avec ses partenaires protéiques LST8 et RAPTOR. Chez les animaux, il est impliqué dans diverses maladies prolifératives et métaboliques, telles que le cancer et le diabète. TOR est un acteur central des réponses des plantes à la disponibilité en nutriments, aux phytohormones mais aussi aux stress abiotiques et biotiques.
Lorsque les conditions sont favorables, le complexe TORC1 active les processus anaboliques et la croissance tout en inhibant le catabolisme et le recyclage des nutriments par autophagie. TOR contrôle de façon globale la traduction des ARNm et plus spécifiquement celle d'ARNm codant pour les protéines impliquées dans les réponses hormonales et aux au stress. Des données récentes suggèrent que TOR et SnRK1 / 2 (kinases liées à Snf1) agissent de manière opposée.
Nos projets:
• Caractériser et identifier les composants de la voie de signalisation TOR par des approches génétiques (obtention de suppresseurs par crible de résistance aux inhibiteurs) - ANR DECORATOR (2015-2019), projets LabEx SPS et département BAP, Financement Fondation Recherche Médicale (2023-2026).
• Étudier le rôle de la voie TOR dans le développement et les réponses des plantes au stress, en particulier celles impliquées dans l'accumulation de métabolites liés au stress (proline, raffinose).
• Caractériser et identifier les composants de la voie de signalisation TOR par des approches génétiques (obtention de suppresseurs par crible de résistance aux inhibiteurs) - ANR DECORATOR (2015-2019), projets LabEx SPS et département BAP, Financement Fondation Recherche Médicale (2023-2026).
• Étudier le rôle de la voie TOR dans le développement et les réponses des plantes au stress, en particulier celles impliquées dans l'accumulation de métabolites liés au stress (proline, raffinose).
Projet 2: Caractéristiques spécifiques du transport de nitrate chez Brachypodium
(contact: Sylvie Ferrario-Méry)
Le nitrate est à la fois la principale source d'azote, au moins dans nos conditions de culture tempérées, et le premier composé azoté stocké qui peut être utilisé et transporté dans la plante pour soutenir la croissance sous des contraintes externes. Nous étudions les mécanismes moléculaires qui régissent l'absorption du nitrate du sol par les racines des plantes et son transport, son stockage et sa mobilisation au sein de la plante entière au cours du développement. Nous concentrons particulièrement nos études sur le système de transport de nitrate à haute affinité, qui implique la famille de protéines NRT2. Après une étude approfondie des principales protéines NRT2 d'Arabidopsis, nous étudions le transport de nitrate chez Brachypodium en relation avec la NUE. Notre objectif est de déchiffrer le rôle et la fonction de certains membres de la famille BdNRT2 en se concentrant principalement sur BdNRT2A en tant que bon candidat comme principal transporteur de nitrate racinaire sous faible approvisionnement en nitrate.
(contact: Sylvie Ferrario-Méry)
Le nitrate est à la fois la principale source d'azote, au moins dans nos conditions de culture tempérées, et le premier composé azoté stocké qui peut être utilisé et transporté dans la plante pour soutenir la croissance sous des contraintes externes. Nous étudions les mécanismes moléculaires qui régissent l'absorption du nitrate du sol par les racines des plantes et son transport, son stockage et sa mobilisation au sein de la plante entière au cours du développement. Nous concentrons particulièrement nos études sur le système de transport de nitrate à haute affinité, qui implique la famille de protéines NRT2. Après une étude approfondie des principales protéines NRT2 d'Arabidopsis, nous étudions le transport de nitrate chez Brachypodium en relation avec la NUE. Notre objectif est de déchiffrer le rôle et la fonction de certains membres de la famille BdNRT2 en se concentrant principalement sur BdNRT2A en tant que bon candidat comme principal transporteur de nitrate racinaire sous faible approvisionnement en nitrate.
Projet 3: Signalisation par le nitrate chez Arabidopsis, Brachypodium et orge : le rôle des facteurs de transcription NLP
(contact: Anne Krapp, Thomas Girin et Christian Meyer)
Les réponses des plantes à la disponibilité en azote nécessitent des mécanismes de détection et de régulation qui contrôlent et coordonnent le transport et l'assimilation de l'azote à la fois au niveau cellulaire et au niveau de la plante entière. La famille de gènes NLP est homologue à un gène essentiel à la nodulation des légumineuses (NIN) et au gène CrNit2 qui régule l'assimilation du nitrate chez Chlamydomonas. Les NLP sont des membres de la famille des protéines dites RWP-RK et codent des facteurs de transcription. Nous avons montré que AtNLP7 est l'un des régulateurs clés de l'expression des gènes régulés par le nitrate chez Arabidopsis. Fait intéressant, leur régulation par le nitrate implique une rétention nucléaire en présence de nitrate.
Nos projets:
• Élucidation des rôles spécifiques au type cellulaire d'AtNLP7 dans les racines - projet ANR IMANA (2014-2019)
• Déchiffrage des mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'activation rapide de AtNLP7 par le nitrate - projet ANR NitraSense (2017-2022)
• Décryptage du mécanisme de réponse primaire au nitrate chez les céréales C3 – projet ANR NiCe (2017 -2022)
• Déchiffrage des mécanismes impliqués dans la germination régulée par le nitrate – projet ANR MAPKseed (2018-2024)
(contact: Anne Krapp, Thomas Girin et Christian Meyer)
Les réponses des plantes à la disponibilité en azote nécessitent des mécanismes de détection et de régulation qui contrôlent et coordonnent le transport et l'assimilation de l'azote à la fois au niveau cellulaire et au niveau de la plante entière. La famille de gènes NLP est homologue à un gène essentiel à la nodulation des légumineuses (NIN) et au gène CrNit2 qui régule l'assimilation du nitrate chez Chlamydomonas. Les NLP sont des membres de la famille des protéines dites RWP-RK et codent des facteurs de transcription. Nous avons montré que AtNLP7 est l'un des régulateurs clés de l'expression des gènes régulés par le nitrate chez Arabidopsis. Fait intéressant, leur régulation par le nitrate implique une rétention nucléaire en présence de nitrate.
Nos projets:
• Élucidation des rôles spécifiques au type cellulaire d'AtNLP7 dans les racines - projet ANR IMANA (2014-2019)
• Déchiffrage des mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'activation rapide de AtNLP7 par le nitrate - projet ANR NitraSense (2017-2022)
• Décryptage du mécanisme de réponse primaire au nitrate chez les céréales C3 – projet ANR NiCe (2017 -2022)
• Déchiffrage des mécanismes impliqués dans la germination régulée par le nitrate – projet ANR MAPKseed (2018-2024)
Projet 4: Réponses coordonnées entre contrainte azotée et autres contraintes (contraintes combinées en particulier avec le stress hydrique)
(contact: Christian Meyer et Anne Krapp)
En raison des changements climatiques, la production agricole souffrira de combinaisons de contraintes nutritionnelles, hydriques et/ou thermiques. En collaboration avec l'équipe IJPB-VAST, nous visons à déchiffrer les voies de régulation sous-jacentes à l'interaction des réponses adaptatives à la disponibilité en azote et des réponses au stress supplémentaires en utilisant la génomique fonctionnelle, les approches omiques et l’étude fine de croissance grâce à la plateforme OV-Phenoscope.
Projet 5: Role de la signalisation et de l’utilisation de l’azote sur l'interaction bénéfique entre micro-organismes et plantes
(contact: Thomas Girin, Sylvie Ferrario-Méry et Anne Krapp)
Les interactions avec certains microbes sont connues pour stimuler la croissance et le développement des plantes, via par exemple des effets positifs sur l’absorption des nutriments ou la résistance aux agents pathogènes. Leur utilisation en agriculture (biostimulation et biocontrôle) est cependant limitée à l’heure actuelle, car ces microorganismes peuvent également être préjudiciables à la plante en fonction de l'environnement et des génotypes partenaires. Aucune fonction biologique unique n’a été identifiée pour expliquer l’effet bénéfique de la symbiose sur la plante ou la variabilité du bénéfice entre les génotypes végétaux, suggérant des interactions entre les différents effets. Nos projets:
- Étude de la modification et de l'impact du transport, de l'utilisation et de la signalisation de l'azote au cours de l'interaction des plantes avec le champignon symbiotique endophytique Serendipita indica – projet CNRS EIG-Concert Japan.
- Identification de bases génétiques et physiologiques expliquant la diversité de réponses de Brachypodium en symbiose avec le champignon mycorhizien arbusculaire (AMF) Rhizophagus irregularis – projet Carnot Plant2Pro Stress’n’Sym (collaboration avec Benoît Lefebvre (LIPM, Toulouse) et Marie Dufresne (IPS2, Orsay))
- Élucidation du lien entre les effets de biocontrôle et de biostimulation d’une souche de champignon Trichoderma sur le blé – projet Carnot Plant2Pro TrichoKissCool (collaboration avec Marie Dufresne (IPS2, Orsay)).
- Effets des microbes bénéfiques sur la nutrition et la santé des céréales – projet SPS Plant Beneficial Microbes for Sustainable Agriculture (collaboration avec Alia Dellagi (IJPB), Marie Dufresne (IPS2, Orsay), Sabine Fillinger (BIOGER, Palaiseau))
Projet 6: Etude du mode d’action et des cibles de biostimulants
(contact: Christian Meyer et Anne-Sophie Leprince)
L'utilisation de biostimulants comme les hydrolysats de protéines ou les substances humiques est l'une des stratégies permettant une meilleure efficacité d'utilisation de l'azote et une meilleure résistance au stress des cultures. Ce projet vise à étudier les effets, établir le mode d'action et identifier les cibles biologiques de ces deux types de biostimulants par une approche multi-omique.Nous avons établi en 2021 un partenariat avec la société d'engrais Fertinagro France pour ce projet (Contrat de recherche Amfert, 2019-2026)
(contact: Thomas Girin, Sylvie Ferrario-Méry et Anne Krapp)
Les interactions avec certains microbes sont connues pour stimuler la croissance et le développement des plantes, via par exemple des effets positifs sur l’absorption des nutriments ou la résistance aux agents pathogènes. Leur utilisation en agriculture (biostimulation et biocontrôle) est cependant limitée à l’heure actuelle, car ces microorganismes peuvent également être préjudiciables à la plante en fonction de l'environnement et des génotypes partenaires. Aucune fonction biologique unique n’a été identifiée pour expliquer l’effet bénéfique de la symbiose sur la plante ou la variabilité du bénéfice entre les génotypes végétaux, suggérant des interactions entre les différents effets. Nos projets:
- Étude de la modification et de l'impact du transport, de l'utilisation et de la signalisation de l'azote au cours de l'interaction des plantes avec le champignon symbiotique endophytique Serendipita indica – projet CNRS EIG-Concert Japan.
- Identification de bases génétiques et physiologiques expliquant la diversité de réponses de Brachypodium en symbiose avec le champignon mycorhizien arbusculaire (AMF) Rhizophagus irregularis – projet Carnot Plant2Pro Stress’n’Sym (collaboration avec Benoît Lefebvre (LIPM, Toulouse) et Marie Dufresne (IPS2, Orsay))
- Élucidation du lien entre les effets de biocontrôle et de biostimulation d’une souche de champignon Trichoderma sur le blé – projet Carnot Plant2Pro TrichoKissCool (collaboration avec Marie Dufresne (IPS2, Orsay)).
- Effets des microbes bénéfiques sur la nutrition et la santé des céréales – projet SPS Plant Beneficial Microbes for Sustainable Agriculture (collaboration avec Alia Dellagi (IJPB), Marie Dufresne (IPS2, Orsay), Sabine Fillinger (BIOGER, Palaiseau))
Projet 6: Etude du mode d’action et des cibles de biostimulants
(contact: Christian Meyer et Anne-Sophie Leprince)
L'utilisation de biostimulants comme les hydrolysats de protéines ou les substances humiques est l'une des stratégies permettant une meilleure efficacité d'utilisation de l'azote et une meilleure résistance au stress des cultures. Ce projet vise à étudier les effets, établir le mode d'action et identifier les cibles biologiques de ces deux types de biostimulants par une approche multi-omique.Nous avons établi en 2021 un partenariat avec la société d'engrais Fertinagro France pour ce projet (Contrat de recherche Amfert, 2019-2026)
Responsable :
Anne Krapp