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Résultat scientifique

Un nouvel acteur régulant la teneur en chlorophylles chez les plantes en fonction de l’environnement


​Une équipe du CEA (DRF-BIAM), en collaboration avec l'Université de Lorraine, a découvert chez les plantes supérieures une protéine qui contrôle la teneur en chlorophylles, régulée par les conditions environnementales. Cette protéine participe au fonctionnement optimal de l'appareil photosynthétique soumis à un stress oxydant.

Publié le 11 octobre 2017

​Chez les végétaux, les chlorophylles sont les pigments responsables de la capture de l'énergie lumineuse et de la première étape de la conversion de la lumière en énergie chimique lors du processus photosynthétique. Ces pigments ont donc un rôle clé, mais leur teneur doit être finement régulée en fonction des conditions environnementales. En effet, sous de fortes intensités lumineuses par exemple, une teneur élevée en chlorophylles peut conduire à un excès d'énergie lumineuse captée. Cet excès  va stimuler la production d'espèces réactives de l'oxygène qui sont très nocives pour le métabolisme cellulaire à concentration élevée. Les mécanismes régulant la teneur en chlorophylles sont donc essentiels pour optimiser la photosynthèse et la croissance des végétaux.

En étudiant une famille d'enzymes, les glutarédoxines (GRX), les chercheurs du BIAM ont identifié par des méthodes biochimiques et moléculaires un membre de cette famille, GRXS14, comme intervenant dans ces mécanismes chez l'espèce végétale modèle Arabidopsis thaliana. Elle a montré que la quantité et l'état d'oxydation de cette protéine varient sensiblement lors d'une forte illumination ou en réponse à une salinité élevée, contraintes provoquant des changements dans la teneur en chlorophylles. De plus des mutants dépourvus de GRXS14 ou surproduisant cette protéine affichent des contenus en pigments sensiblement modifiés lors d'expositions à une intensité lumineuse élevée, une forte salinité ou une période prolongée à l'obscurité.

Les chercheurs en ont conclu que GRXS14  joue un rôle de capteur  et de messager dans la transmission d'un signal oxydo-réducteur régulant la teneur en chlorophylles en fonction des conditions de l'environnement. Potentiellement, ce mécanisme de contrôle pourrait être utilisé pour générer des plantes mieux adaptées aux variations climatiques.

Légende image : Phénotype de feuilles mises à l’obscurité durant 8 jours. Types sauvage (WT) et déficient en glutarédoxine S14 (GRXS14-)

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