Projet ANR-10-BLAN-1713 – NAXTRESS : Rôle des transporteurs d'excrétion de nitrate NAXT dans le contrôle de l'ouverture stomatique et la tolérance des plantes à la salinité et la sècheresse.
Programme : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Biodiversité, évolution des écosystèmes, écosystèmes productifs, agronomie (Blanc SVSE 7) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Thierry SIMONNEAU (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE MONTPELLIER)
Partenaires : Biologie Végétale et Microbiologie Environnementales; Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes; Lepse Laboratoire d'Écophysiologie des Plantes Sous Stress Environnementaux
Montant : 280000.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 36 mois
Résumé : Le nitrate est l’anion minéral majeur des plantes cultivées, essentiel pour leur nutrition azotée. Bien qu'énergétiquement coûteux à prélever dans le milieu, de nombreux stress abiotiques (chocs mécaniques, salinité ou acidité du milieu…) induisent une excrétion nette racinaire de NO3- dans le milieu. La signification physiologique de cette excrétion reste obscure. Il est cependant reconnu que, chez les plantes, l'excrétion anionique est un déterminant majeur du contrôle de la polarisation électrique (et des chaînes de signalisation qui en dépendent) et du potentiel osmotique des cellules. Ainsi, chez les cellules de garde, l’excrétion d’anions aboutit in fine à la fermeture des stomates.
	Les transporteurs/canaux responsables de l'efflux cellulaire de NO3- chez les plantes restent mal connus au niveau moléculaire. L'un des 3 partenaires du projet a identifié NAXT1 (NitrAte eXcretion Transporter 1), le premier transporteur d’efflux de NO3- de la membrane plasmique de plantes (Segonzac et al., 2007, Plant Cell). NAXT1 est responsable de l’excrétion racinaire massive de NO3- dans le milieu extérieur, déclenchée par des stress d'acidification. Chez Arabidopsis, la famille NAXT compte 7 gènes dont l’expression est détectée à différents niveaux dans la racine. En condition de stress salin, un autre membre, NAXT2, s’est révélé être impliqué dans l’excrétion de NO3- dans la stèle racinaire et sa translocation vers les parties aériennes. 
	Récemment, il a été observé par l’un des partenaires que NAXT1 et NAXT2 sont également exprimés dans les feuilles au niveau des cellules de garde constituant le stomate. Un premier phénotype stomatique vient d’être mis en évidence sous stress salin chez un mutant KO naxt2 (transpiration foliaire exacerbée par rapport aux plantes sauvages). Enfin, l'expression de ces deux gènes est régulée  par l'hormone de stress ABA et le stress salin. Ces premières observations sont importantes car les stomates constituent un point de contrôle essentiel pour la tolérance des plantes à des stress agronomiquement importants tels la salinité et la sècheresse. Pour ces raisons, le présent projet propose d’étudier le rôle des NAXT dans l'activité stomatique chez Arabidopsis, dans la perspective de mettre à jour de nouveaux facteurs de tolérance des plantes à ces stress.
	En cohérence avec ce projet, la composition du consortium permet d'associer les expertises requises dans (1) l'analyse electrophysiologique des systèmes de transport (Montpellier, BPMP); (2) les canaux anioniques et l'activité stomatique (Cadarache, IBEB-LEMSE), et (3) la biologie intégrée des plantes sous stress environnementaux (Montpellier, LEPSE).
	Tout d'abord, l’expression des gènes de la famille NAXT sera recherchée dans les ARN extraits de cellules de garde isolées à partir de plantes soumises aux stress d’intérêt (hydrique, salin, ABA) ou non. Les propriétés de transport des NAXT sélectionnés (exprimés dans les stomates) seront ensuite caractérisées électrophysiologiquement après expression dans des ovocytes de Xénope, et leur profil d'expression dans les stomates sera documenté au niveau du gène et de la protéine (chez des plantes NAXT:GFP) en réponse aux stress et à l'ABA. Enfin, les mutants NAXT sous-expresseurs seront phénotypés en réponse aux stress sur leur activité stomatique (mesures d'ouverture des stomates, électrophysiologie in situ) et par une approche intégrative (tolérance aux stress en termes de croissance/dévelopement, transpiration foliaire) en utilisant une plateforme de phénotypage (Phenopsis) développée par l'un des partenaires.
	Au delà d'une meilleure connaissance du rôle biologique de la famille NAXT, il est attendu que ce projet permette de mieux comprendre le rôle bénéfique observé au niveau agronomique d’un apport de nitrate à des plantes soumises à des stress abiotiques majeurs limitant la production et, par ce biais, de mettre à jour de nouveaux déterminants de leur tolérance.