Signalisation nitrate et Régulation par l’Environnement (Sirene)

Nom du responsable : Antoine Martin
Chargé de Recherche CNRS

 

 

Mots Clés

nutrition azotée, transport et perception du nitrate, signalisation N et C, développement racinaire, changement climatique

Présentation

Notre équipe s’intéresse aux mécanismes moléculaires et aux voies de signalisation impliqués dans la régulation du transport racinaire de nitrate et du développement racinaire en réponse aux facteurs environnementaux. Nos projets de recherche s’articulent autour de deux axes principaux :

  • L’identification et la caractérisation des mécanismes transcriptionnels et post-transcriptionnels ciblant les transporteurs racinaires de nitrate et leurs régulateurs. Cet axe intègre des approches allant de l’étude de la variabilité de l’expression du génome aux modifications post-traductionnelles de transporteurs de nitrate, en passant par l’étude des voies de signalisation associées, en particulier celles dépendantes de mécanismes redox.
  • L’étude des réseaux de régulation et de signalisation qui contrôlent le transport racinaire de nitrate et le développement racinaire en réponse à la photosynthèse et l’élévation du CO2 atmosphérique. Cet axe a pour objectif de comprendre les mécanismes moléculaires, développementaux, et de signalisation à l’origine des interactions C/N, notamment dans un contexte de changement climatique.

Nous utilisons des approches intégratives incluant la génomique fonctionnelle, la physiologie moléculaire ou encore la biologie cellulaire. La plante modèle Arabidopsis thaliana est notre principal modèle d’étude, complémenté par des approches sur des plantes d’intérêt comme le blé ou la tomate.

Ces préoccupations sont au cœur d’une démarche globale pour une agriculture durable et respectueuse de l’environnement, qui doit s’inscrire dans un contexte d’adaptation aux changements climatiques.

Membres de l'équipe
Résultats marquants
Publications significatives

Bach L, Gojon A (2023) Root system growth and development responses to elevated CO2: underlying signalling mechanisms and role in improving plant CO2 capture and soil C storage. Biochem. J., 480(11):753-771

Cassan O, Pimparé L-L, Dubos C, Gojon A, Bach L, Lèbre S, Martin A (2023) A gene regulatory network in Arabidopsis roots reveals features and regulators of the plant response to elevated CO2. New Phytol., (accepted)

Chaput V, Li J, Séré D, Tillard P, Fizames C, Moyano TC, Zuo K, Martin A, Gutiérrez RA, Gojon A, Lejay L (2023) Characterisation of the signalling pathways involved in the repression of root nitrate uptake by nitrate in Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot., (accepted)

Hirt H, Al-Babili S, Almeida-Trapp M, Martin A, Aranda M, Bartels D, Bennett MJ, Blilou I, Boer D, Boulouis A, Bowler C, Brunel-Muguet S, Chardon F, Colcombet J, Colot V, Daszkowska-Golec A, Dinneny JR, Field B, Froehlich K, Gardener CH, Gojon A, Gomès E, Gómez Álvarez EM, Gutierrez C, Havaux M, Hayes S, Heard E, Hodges M, Alghamdi AK, Laplaze L, Lauersen KJ, Leonhardt N, Johnson X, Jones JDG, Kollist H, Kopriva S, Krapp A, Lopez-Portillo Masson M, McCabe MF, Merendino L, Molina A, Moreno Ramirez JL, Müller-Röber B, Nicolas M, Nir I, Olivas Orduna I, Pardo-Tomás J, Reichheld J-P, Rodriguez Egea PL, Rouached H, Saad MM, Schlögelhofer P, Singh KA, De Smet I, Stanschewski C, Stra A, Tester M, Walshe C, Weber APM, Weigel D, Wigge PA, Wrzaczek M, Wulff B, Young IM (2023) PlantACT! – how to tackle the climate crisis. Trends Plant Sci., 28(5):537-543

Bäurle I, Laplaze L, Martin A (2023) Preparing for an uncertain future: molecular responses of plants facing climate change. J. Exp. Bot., 74(5):1297-1302

Gojon A, Cassan O, Bach L, Lejay L, Martin A (2023) The decline of plant mineral nutrition under rising CO2: physiological and molecular aspects of a bad deal. Trends Plant Sci., 28(2):185-198

Séré D, Cassan O, Bellegarde F, Fizames C, Boucherez J, Schivre G, Azevedo J, Lagrange T, Gojon A, Martin A (2022) Loss of Polycomb proteins CLF and LHP1 leads to excessive RNA degradation in Arabidopsis. J. Exp. Bot., 73(16):5400-5413

Charoensawan V, Cortijo S, Domijan M, Negrão S (2022) Multi-disciplinary approaches to plant responses to climate change. Front. Plant Sci., 13:876432

Ruffel S*, Chaput V*, Przybyla-Toscano J, Fayos I, Ibarra C, Moyano TC, Fizames C, Tillard P, O’Brien JA, Gutiérrez RA, Gojon A, Lejay L✉ (2021) Genome-wide analysis in response to nitrogen and carbon identifies regulators for root AtNRT2 transporters. Plant Physiol., 186(1):696-714

Cassan O✉, Lèbre S, Martin A (2021) Inferring and analyzing gene regulatory networks from multi-factorial expression data: a complete and interactive suite. BMC Genomics, 22:387

Chu L-C, Offenborn JN, Steinhorst L, Wu XN, Xi L, Li Z, Jacquot A, Lejay L, Kudla J, Schulze W✉ (2021) Plasma membrane calcineurin B-like calcium-ion sensor proteins function in regulating primary root growth and nitrate uptake by affecting global phosphorylation patterns and microdomain protein distribution. New Phytol., 229(4):2223-2237

Cortijo S, Bhattarai M, Locke JCW✉, Ahnert SE✉ (2020) Co-expression networks from gene expression variability between genetically identical seedlings can reveal novel regulatory relationships. Front. Plant Sci., 11:599464

Jacquot A, Chaput V, Mauriès A, Li Z, Tillard P, Fizames C, Bonillo P, Bellegarde F, Laugier E, Santoni V, Hem S, Martin A, Gojon A, Schulze W, Lejay L✉ (2020) NRT2.1 C-terminus phosphorylation prevents root high affinity nitrate uptake activity in Arabidopsis thaliana. New Phytol., 228(3):1038-1054

Maghiaoui A, Gojon A, Bach L✉ (2020) NRT1.1-centered nitrate signaling in plants. J. Exp. Bot., 71(20):6226-6237

Vidal EA, Alvarez JM, Araus V, Riveras E, Brooks MD, Krouk G, Ruffel S, Lejay L, Crawford NM, Coruzzi GM, Gutiérrez RA✉ (2020) Nitrate 2020: Thirty years from transport to signaling networks. Plant Cell, 32(7):2094-2119

Maghiaoui A*, Bouguyon E*, Cuesta C, Perrine-Walker F, Alcon C, Krouk G, Benková E, Nacry P, Gojon A, Bach L✉ (2020) The Arabidopsis NRT1.1 transceptor coordinately controls auxin biosynthesis and transport to regulate root branching in response to nitrate. J. Exp. Bot., 71(15):4480-4494

Chaput V, Martin A, Lejay L✉ (2020) Redox metabolism: the hidden player in carbon and nitrogen signaling? J. Exp. Bot., 71(13):3816-3826

Bellegarde F, Maghiaoui A, Boucherez J, Krouk G, Lejay L, Bach L, Gojon A, Martin A✉ (2019) The chromatin factor HNI9 and ELONGATED HYPOCOTYL 5 maintain ROS homeostasis under high nitrogen provision. Plant Physiol., 180(1):582-592

Bellegarde F, Herbert L, Séré D, Caillieux E, Boucherez J, Fizames C, Roudier F, Gojon A, Martin A✉ (2018) Polycomb Repressive Complex 2 attenuates the very high expression of the Arabidopsis gene NRT2.1. Sci. Rep.-UK, 8:7905

Bellegarde F, Gojon A, Martin A✉ (2017) Signals and players in the transcriptional regulation of root responses by local and systemic N signaling in Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot., 68(10):2553-2565

Jacquot A, Li Z, Gojon A, Schulze W, Lejay L✉ (2017) Post-translational regulation of nitrogen transporters in plants and microorganisms. J. Exp. Bot., 68(10):2567-2580

Collaborations
  • Nationales
    • Nourollah Ahmadi / Emmanuel Guiderdoni, UMR AGAP, Cirad, Montpellier
    • Anne Krapp / Christian Meyer, IJPB, INRA, Versailles
    • François Roudier, UMR RDP, ENS, Lyon
    • Christophe Salon, UMR Agro-écologie, INRA, Dijon
  • Internationales
    • Rodrigo Gutiérrez, Université catholique du Chili
    • Waltraud Schulze, Université Hohenheim, Allemagne
    • Dennis Shasha, New York University, Etats Unis
    • Yi-Fang Tsay, Academia Sinica, Taiwan
    • Eva Zazimalova, Czech Academy of Sciences, République Tchèque
Sources de financement
  • Projet ANR Franco-Taiwanais NITRASENSE (2017-2020)
  • Projet Agropolis Fondation GENERICE (2017-2019)
  • Projet INRA BAP CLIMNUTR (2017-2018)
  • Projet ANR IMANA (2014-2018)
  • Projet ANR blanc Franco-Allemand SIPHON (2014-2017)
  • Projet INRA BAP ACCESS (2014-2015)
  • Projet ANR blanc Franco-Chilien ModelN (2010-2013)
  • Projet Agropolis Fondation RHIZOPOLIS (2010-2013)
Anciens membres

Séminaire IBIP: Yoan Coudert

Jeudi 16 novembre 2023 – Evolution of plant architecture through changes in auxin movement control

Comment l’élévation du CO2 atmosphérique menace la qualité nutritionnelle des plantes

Alain Gojon, Océane Cassan, Liên Bach, Laurence Lejay, et Antoine Martin. Equipe: Sirene

Thèse soutenue par Océane Cassan

Mardi 13 décembre 2022 – Inférence statistique des réseaux de régulation de gènes chez Arabidopsis thaliana en réponse à l’élévation des teneurs en CO2 atmosphériques

EMBO workshop « Molecular responses of plants facing climate change »

13–17 Juin 2022 | Montpellier, France. Organisateur: Antoine Martin (IPSiM équipe Sirène)

HDR soutenue par Sandra Cortijo

17 juin 2021 – Transcriptional variability: a missing link between the genotype and phenotype?

Thèse soutenue par Valentin Chaput

18 décembre 2020 – Etude des voies de signalisations impliquées dans la régulation des transporteurs de NO3- aux niveaux transcriptionnel et post-traductionnel chez Arabidopsis thaliana

Thèse soutenue par Amel Maghiaoui

17 décembre 2020 – Régulation du développement racinaire par la signalisation nitrate dépendante de NRT1.1 chez Arabidopsis thaliana : Contrôle post-transcriptionnel de NRT1.1 et impact sur la distribution racinaire de l’auxine

Thèse soutenue par David Séré

10 décembre 2020 – Régulations épigénétiques et chromatiniennes contrôlant l’expression des gènes de réponse à la carence en nitrate chez Arabidopsis thaliana