Projet ANR-08-BLAN-0061 – AMUSE : Natural Variation in Arabidopsis Mucilage from Seeds: Structure, Composition and Role
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE)
Partenaires : Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 310000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Au cours de leur développement, les cellules épidermiques du tégument des graines myxospermiques accumulent des polysaccharides complexes. A l'imbibition, leur expansion entoure la graine d'un halo de mucilage. Nos études antérieures ont montré que le mucilage des graines de la plante modèle Arabidopsis présente une organisation précise en domaines et couches, différant par leur composition polysaccharidique. Les processus de différenciation de l'épiderme du tégument, ainsi que de synthèse et d'accumulation du mucilage, restent mal connus, malgré l'identification de quelques facteurs de transcription et enzymes de synthèse des pectines. La caractérisation d'une de ces enzymes par notre équipe a récemment prouvé que le mucilage est un excellent modèle d'étude des propriétés des pectines, en effet des altérations spécifiques de la structure des pectines conduisent à des modifications inattendues de leurs propriétés hygroscopiques. Le premier objectif du projet AMUSE consiste à identifier de nouveaux facteurs génétiques qui affectent la synthèse du mucilage, sa composition et ses propriétés hydrodynamiques. Une approche de génétique directe a été entreprise pour isoler des mutants dont les graines ne libèrent pas de mucilage, à partir des collections de mutants d'insertion et d'accessions d'Arabidopsis. Nous proposons d'identifier trois de ces loci par clonage positionnel. Leur analyse fonctionnelle permettra ensuite de caractériser leur rôle dans la production de mucilage. La variation génétique naturelle d'un caractère donné sera maintenue si elle présente un avantage sélectif. Lors d'un simple crible visuel de graines hydratées d'accessions d'Arabidopsis, nous avons identifié quatre mutants indépendants incapables de libérer du mucilage. L'origine géographique commune de ces quatre accessions indique que la rétention du mucilage est une caractéristique favorable dans cette région d'Asie centrale, dont l'effet physiologique et l'avantage adaptatif seront étudiés. En outre, dans le cas le plus fréquent où il est libéré, le rôle du mucilage reste conjecturel. Une analyse détaillée du mucilage de la collection d'accessions d'Arabidopsis sera effectuée afin de déterminer si certaines propriétés ont été naturellement sélectionnées. Le second objectif du projet AMUSE est ainsi de mettre en évidence des corrélations entre les caractéristiques du mucilage et les conditions environnementales. La quantité de mucilage, sa composition et ses propriétés physico-chimiques seront analysées chez 350 accessions par des techniques à haut débit de microscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), empreinte enzymatique par MALDI-TOF et analyse de polymères (flow injection polymer analysis). Une analyse bioinformatique des résultats recherchera les corrélations avec les données géographiques et climatiques. Des tests physiologiques seront ensuite réalisés pour évaluer l'impact de caractéristiques particulières du mucilage.