Equipe "Canaux ioniques"

Responsable : Hervé Sentenac Directeur de Recherche INRA Tél : 04 99 61 26 05 Mail : sentenac@supagro.inra.fr

 

 Présentation 

L'équipe s'intéresse aux rôles de canaux ioniques et transporteurs d'ions dans la nutrition minérale de la plante, son adaptation aux contraintes abiotiques (carence en K⁺, stress hydrique ou salin), et ses interactions biotiques avec des micro-organismes symbiotiques (champignons ectomycorhiziens et bactéries rhizobia fixatrices d'azote).

Les organismes modèles étudiés sont Arabidopsis thaliana, le riz, la vigne, le champignon ectomycorhizien Hebeloma cylindrosporum. La légumineuse modèle Medicago truncatula est en cours d'introduction dans l'équipe.

Les systèmes de transport ciblés appartiennent (1) à la famille des canaux potassiques Shaker (chez Arabidopsis principalement, mais aussi chez la vigne, Medicago truncatula et Hebeloma cylindrosporum), (2) à la famille HKT/Trk de transporteurs de K⁺ et/ou Na⁺ (essentiellement chez le riz), et à la famille NAXT de sécrétion de nitrate (chez Arabidopsis). Enfin, l'équipe s'intéresse également au transport de phosphate par des transporteurs de la famille PT chez le champignon ectomycorhizien Hebeloma cylindrosporum.

Les stratégies scientifiques et méthodologiques développées ont pour but de:

(1) Localiser au niveau sub-cellulaire et tissulaire les systèmes de transport étudiés et d'analyser la régulation de leur expression (e.g., par transformation de gènes rapporteurs GUS ou GFP, hybridation in situ, fusions GFP et microscopie confocale, RT-PCR quantitative).

(2) Déterminer les propriétés fonctionnelles des systèmes de transport par des analyses:
- en système d'expression hétérologue: ovocytes de xénope, cellules COS, protoplastes de cellules en culture de tabac ou d'Arabidopsis, par voltage-clamp à 2 électrodes ou patch-clamp
- in vitro, par reconstitution des systèmes de transport dans des protéoliposomes et utilisation de sondes fluorescentes de potentiel, de pH ou d'espèces ioniques
- in planta, par analyse du potentiel de membrane par empalement cellulaire, patch-clamp sur protoplastes ou vésicules de plasmalemme obtenues par dissection laser in planta.

(3) Identifier et caractériser des mécanismes de régulation de l'activité des systèmes de transport par recherche de partenaires protéiques (kinases, phosphatases ou autres partenaires) via l'utilisation des techniques de double-hybride ou split-ubiquitine dans la levure, de co-purification biochimique ou de protéomique par spectrométrie MS/MS, puis caractérisation de l'interaction fonctionnelle en système hétérologue et in planta par des approches génétiques.

(4) Préciser le phénotype de plantes mutantes (KO, RNAi, sur-expression) affectées dans l'expression de systèmes de transport ou de régulateurs de ces systèmes.

La combinaison de ces différentes approches vise à décrire l'intégration des systèmes de transport étudiés dans de grandes fonctions, aux niveaux de la cellule puis de la plante entière, comme le fonctionnement stomatique, la perte d'eau par transpiration, ou l'adaptation aux stress hydrique ou salin.

 Les publications les plus significatives 

Jeanguenin L, Alcon C, Duby G, Boeglin M, Chérel I, Gaillard I, Zimmermann S, Sentenac H, Véry A-A, 2011. AtKC1 is a general modulator of Arabidopsis inward Shaker channel activity. Plant J. (in press)

Corratgé-Faillie C, Jabnoune M, Fizames C, Zimmermann S, Véry A-A, Sentenac H (2010) Potassium and sodium transport in non-animal cells: the Trk / Ktr / HKT transporter family. Mol Cell Life Sci 67:2511–2532

Cuéllar T, Pascaud F, Verdeil J-L, Torregrosa L, Adam-Blondon A-F, Thibaud JB, Sentenac H, Gaillard I (2010) A Grapevine Shaker inward K+ channel activated by calcineurin B-like calcium sensor 1 - protein kinase CIPK23 network is expressed in grape berries under drought stress conditions. Plant J 61:58-69

Jabnoune M, Espeout S, Mieulet D, Fizames C, Verdeil J-L, Conéjéro G, Rodríguez-Navarro A, Sentenac H, Guiderdoni E, Abdelly C, Véry A-A (2009) Diversity in expression patterns and functional properties in the rice HKT transporter family. Plant Physiol. 150: 1955-1971.

Tatry MV, El Kassis E, Lambilliotte R, Corratgé C, Van Aarle I, Amen LK, Alary R, Zimmermann S, Sentenac H, Plassard C (2009) Two differentially regulated phosphate transporters from the symbiotic fungus Hebeloma cylindrosporum and phosphorus acquisition by ectomycorrhizal Pinus pinaster. Plant J. 57: 1092-1102.

Lebaudy A, Vavasseur A, Hosy E, Dreyer I, Leonhardt N, Thibaud J-B, Véry A-A, Simonneau T, Sentenac H (2008) Plant adaptation to fluctuating environment and biomass production are strongly dependent on guard cell potassium channels. Proc Natl Acad Sci U S A. 105: 5271-5276

Ségonzac C, Boyer JC, Ipotesi E, Szponarski W, Tillard P, Touraine B, Sommerer N, Rossignol M, Gibrat R (2007) Nitrate efflux at the root plasma membrane: identification of an Arabidopsis excretion transporter. Plant Cell 19:3760-3777


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Agents permanents
Isabelle Cherel INRA - DR	Rémy Gibrat INRA - DR	J.Christophe Boyer INRA - CR	Isabelle Gaillard INRA - CR
Anne Aliénor Very CNRS - CR	Sabine Zimmermann CNRS - CR	Martin Boeglin INRA - TR	Wojciech Szponarski INRA - IR
Bertrand Moreau INRA - IE
Agents non permanents
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Christelle Taochy Doctorante	Cécile Lefoulon Doctorante	Mamy Andrianteranagna Doctorant	Alice Drain Doctorante
Ronald Oomen Post-doctorant	Manuel Nieves Cordones Post-doctorant	Amandine Delteil Post-doctorante	Aurélie Evrard Doctorante

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