Unités

Laboratoire de Physiologie et de Génétique moléculaire des Plantes

Responsable d'Unité : Oui

L'objectif de l'unité est d'identifier et de caractériser les bases moléculaires des réponses des plantes aux stress de l'environnement. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettra d'augmenter la tolérance des plantes cultivées à ces stress. En particulier, l'unité se concentre sur la réponse des plantes aux stress induits par un excès en métaux ou une déficience minérale.

Projets

Identification des mécanismes de réponse et de tolérance des plantes aux éléments traces métalliques

Notre recherche est centrée sur l'identification et la caractérisation des gènes responsables de la tolérance et de l'accumulation de cadmium.  L'identification de ces gènes est basée sur l'étude de deux modèles végétaux hyperaccumulateurs de Cd, Noccaca caerulescens (anciennement appelée Thlaspi caerulescens) et Arabidopsis halleri, proches de l'espèce modèle en biologie moléculaire Arabidopsis thaliana,  sur lesquelles plusieurs approches génétiques ont été développées au laboratoire et en collaboration.  Plusieurs gènes sont en cours d'étude en particulier des transporteurs membranaires de métaux et des protéines impliquées dans la chélation. Plus récemment, un projet sur l'homéostasie du cuivre a été initié avec comme modèles les métallophytes des mines du Katanga. Les études de fonction comprennent la caractérisation de mutants (où l'expression des gènes candidats est modifiée par mutagénèse ou ingénierie génétique), la localisation des protéines identifiées, et dans certains cas, l'étude de leur affinité aux métaux.  Cette recherche permet de développer des outils moléculaires qui aideront à comprendre et à réguler le flux et l'accumulation des métaux lourds dans les plantes.

Nutrition des plantes en éléments minéraux majeurs

Comprendre comment les plantes régulent l'absorption et le transport d'ions essentiels peut avoir des applications majeures pour l'environnementet la santé humaine. En modifiant ces facteurs, il est possible de développer des cultures qui grandissent sur sols pauvres en minéraux (diminution de l'apport d'engrais) et des produits de récolte à valeur nutritionnelle ajoutée (biofortification). Deux thèmes sont axés sur l'homéostasie du magnésium et l'impact de la disponibilité en azote sur le système racinaire dans A. thaliana. D'une part, le but recherché est de savoir comment les plantes acquièrent le Mg et régulent leur teneur interne. Des approches physiologiques et transcriptomiques globales ont permis d'identifier le transport des sucres et l'horloge circadienne comme des cibles précoces de la carence en Mg. D'autre part, les mécanismes qui gouvernent la plasticité du système racinaire en réponse aux nitrates sont étudiés (des teneurs faibles stimulent le développement des racines latérales, alors que des teneurs uniformes élevées ont un effet inhibiteur). Nous avons recours à des approches génétiques directes et à l'exploitation de la variabilité naturelle dans des populations d'Arabidopsis pour identifier des gènes qi régulent l'architecture racinaire. Pour ces deux lignes de recherche, un transfert des connaissances est envisagé vers les espèces agronomiques du genre Brassica (chou, colza, ...)