Equipe "Adaptation des plantes aux métaux"

Responsable : Pierre Berthomieu Professeur SupAgro Tél : 04 99 61 31 58 Mail : berthom@supagro.inra.fr

Personnel permanent : Françoise Gosti (CR CNRS), Laurence Marquès (Ass Prof UMII), Odile Richard (CR CNRS), Stéphanie. Loubet (TR UMII), Teddy Castillo (AT UMII).
Etudiants et post-doctorants : Victor Hermand (doctorant).
[ Trombinocope ]

 Présentation 

Les objectifs scientifiques de l’équipe sont d’identifier et de caractériser des mécanismes (i) de tolérance des plantes aux métaux et (ii) d’accumulation de métaux dans les plantes. Ces travaux relèvent des thématiques "phytoremédiation de sols pollués" et "sécurité alimentaire". L’équipe travaille principalement sur le zinc et le cadmium. Deux stratégies sont mises en œuvre pour identifier les mécanismes d’intérêt. La première part de l’étude de plantes naturellement tolérantes aux métaux et hyper-accumulatrices de métaux : nous cherchons ainsi à comprendre quels sont les mécanismes à l’origine de l’acquisition des caractères d’hypertolérance au zinc et hyperaccumulation de zinc chez Arabidopsis halleri. La seconde approche commence par une analyse de la diversité naturelle, analyse qui a vocation à se poursuivre par une approche QTL : nous travaillons de cette façon pour identifier des déterminants de la tolérance au zinc chez Arabidopsis thaliana et pour identifier des déterminants de l’accumulation de cadmium chez la laitue. L’équipe développe des approches de génétique, de biochimie et de physiologie moléculaires.

Nos principaux résultats sont les suivants :
Nous avons montré qu’une composante de la tolérance au zinc était de nature cellulaire chez A. halleri. Sur la base de ces résultats, nous avons montré que les défensines, connues à ce jour uniquement comme protéines antifongiques ou antimicrobiennes, jouaient un rôle dans la tolérance cellulaire au zinc. Nous analysons actuellement la régulation de l’expression de ces défensines qui sont très fortement exprimés chez A. halleri, ainsi que le mécanisme cellulaire par lequel les défensines peuvent conférer la tolérance au zinc. Nous avons aussi caractérisé les 5 transporteurs tonoplastiques de zinc de la famille MTP1 chez A. halleri, et proposé que les forces évolutives œuvrant sur ces transporteurs étaient vraisemblablement de nature différente selon le membre de la famille pris en considération.
En ce qui concerne l’analyse de diversité et l’approche QTL nous avons montré que tolérance au zinc et accumulation de zinc ne semblaient pas corrélées chez A. thaliana. Un résultat similaire a été trouvé concernant le cadmium chez la laitue. Chez A. thaliana, plusieurs QTLs de tolérance au zinc ont été identifiés et l’un de d’eux a été cloné. Chez la laitue, une combinaison d’approches génétique, moléculaire et physiologique nous permet de proposer que la capacité à exclure le cadmium des racines vers le milieu extérieur est un déterminant majeur limitant l’accumulation de cadmium dans les tissus.

 Les publications les plus significatives 

2010
Shahzad Z, Gosti F, Frérot H, Lacombe E, Roosens N, Saumitou-Laprade P, Berthomieu P (2010) The five AhMTP1 zinc transporters undergo different evolutionary fates towards adaptive evolution to zinc tolerance in Arabidopsis halleri. PLoS Genetics 6: e1000911

Zorrig W, Rouached A, Shahzad Z, Abdelly C, Davidian J-C, Berthomieu P (2010) Identification of three relationships linking cadmium accumulation to cadmium tolerance and zinc and citrate accumulation in lettuce. Journal of Plant Physiology 167:1239–1247

2009
Marquès L, Oomen R, Aumelas A, Le Jean M, Berthomieu P (2009) Production of an Arabidopsis halleri foliar defensin in Escherichia coli. Journal of Applied Microbiology, 106:1640-1646

2008
Barberon M, Berthomieu P, Clairotte M, Shibagaki N, Davidian J-C, Gosti F (2008) - Unequal functional redundancy between the two Arabidopsis thaliana high-affinity sulphate transporters SULTR1;1 and SULTR1;2 New Phytologist 180: 608–619

2006
Mirouze M, Sels J, Richard O, Czernic P, Loubet S, Jacquier A, François I, Cammue B, Lebrun M, Berthomieu P, Marquès L, A putative novel role for plant defensins: a defensin from the zinc hyperaccumulating plant, Arabidopsis halleri, confers zinc tolerance. Plant Journal 47 : 329-342

Autres publications >>


 Trombinoscope 

Agents permanents
Laurence Marques UM2- MC	Françoise Gosti CNRS - CR - HDR	Odile Richard CNRS - CR	Patrick Doumas INRA - CR
Teddy Castillo UM2 - Adj.tech.
Agents non permanents
Victor Hermand Doctorant	Ngoc-Nga Nguyen-Thi Doctorante	Oriane Mith doctorante	Li Ma M2
Asma Benhamdi doctorante	Witold Trinquier L3