Longévité et défenses des graines

La longévité des graines est la capacité de rester en vie pendant leur stockage et de préserver leur vigueur germinative. Elle contribue aussi à la conservation des ressources génétiques ex situ et au maintien des banques de semences dans le sol. La longévité est cruciale pour le rendement agronomique et le maintien de la biodiversité. Pourtant, les mécanismes moléculaires régulant l’acquisition de la longévité pendant le développement de la graine restent encore inconnus.

Pour identifier les gènes régulateurs de la longévité, une comparaison des réseaux de gènes co-exprimés pendant le développement de la graine en conditions optimales et sous contraintes hydrique et thermique a été conduite sur des graines de légumineuse modèle Medicago truncatula et comparé aux résultats publiés sur une autre plante modèle,Arabidopsis. Cette comparaison a permis de mettre en évidence des ensembles de gènes associés à la longévité. De manière surprenante, un nombre important de ces gènes sont impliqués dans les dans la défense des plantes contre les pathogènes. Des études génétiques et des tests biochimiques ont ensuite permis de confirmer individuellement le rôle de ces gènes ou régulateurs de gènes au laboratoire.

Nos résultats constitueraient un exemple du phénomène de coadaptation où des gènes régulateurs des défenses et de la longévité des graines ont co-évolué et ouvrent de nouvelles pistes de recherche.

Partenaires : le travail a été réalisé au sein de l’équipe Conserto de l’UMR IRHS en collaboration avec les équipes de bioinformatique du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (Luxembourg), Centre for the Analysis of Genome Evolution and Function de l’université de Toronto (Canada) et de génomique fonctionnelle du Shanghai Center for Plant Stress Biology (Chine). Un nouvel outil d’analyse du réseau de gène est disponible sur le site www.matnet.ml

Publications associées :

• Righetti, K., Vu, J. L., Pelletier, S., Vu, B. L., Glaab, E., Lalanne, D., Pasha, A., Patel, R. V., Provart, N. J., Verdier, J., Leprince, O., & Buitink, J. (2015). Inference of Longevity-Related Genes from a Robust Coexpression Network of Seed Maturation Identifies Regulators Linking Seed Storability to Biotic Defense-Related Pathways. The Plant Cell. vol. 27 no. 10: 2692-2708 DOI: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.15.00632
• Mach J (2015) A Sleep Like Death: Identification of Genes Related to Seed Longevity in Medicago truncatula and Arabidopsis. Plant Cell 2015;27;2671; originally published online October 6, 2015; DOI 10.1105/tpc.15.00833.