Mardi 23 novembre 2004

Laurence Marques (UMR B&PMP : Equipe Adaptation des Plantes aux Métaux)
Un nouveau rôle pour les défensines (PDF) ?  Une défensine d’Arabidopsis halleri confère une tolérance au zinc.

Les activités minières, industrielles, agricoles et urbaines représentent des sources importantes de pollution des sols agricoles et des nappes phréatiques par les métaux (notamment le cadmium, le zinc, le plomb). Sur les sols cultivés, cette pollution favorise l’entrée de ces métaux toxiques dans les chaînes alimentaires. Sur les sols non agricoles, se pose le problème du maintien d’une couverture végétale afin d’éviter l’érosion des sols et par voie de conséquence la dispersion de la pollution. Ces problèmes environnementaux et écologiques ont suscité ces dernières années un intérêt croissant pour les techniques de phytoremédiation. Cependant, nos connaissances fondamentales concernant la physiologie très particulière des plantes naturellement adaptées aux sols toxiques sont encore embryonnaires. Arabidospis halleri, plante hyperaccumulatrice de Zn et de Cd et très proche phylogéniquement d’Arabidopsis thaliana est une espèce de choix pour rechercher les bases moléculaires de ce comportement physiologique si particulier. Nous avons montré que la résistance au zinc, mais pas l’hyperaccumulation, se retrouvait dans les protoplastes d’A. halleri. Nous avons alors choisi de rechercher des gènes impliqués dans ce phénotype de résistance en utilisant une approche cellulaire : un crible hétérologue dans la levure. A plusieurs reprises, quatre gènes codant pour des petites protéines basiques riches en cystéines appelés PDF (plant defensin) sont sorties de ce crible. Ces protéines ont une action antifongique très bien documentée et sont ubiquitaires. A. halleri possède un niveau très élevé de ces PDF dans ses feuilles par rapport à A. thaliana. L’expression des PDF est modulée par le zinc: nous avons montré que l’expression des gènes PDF est augmentée lors d’un traitement au zinc et que cette régulation est au moins en partie transcriptionnelle. L’écotype Colombia d’ A. thaliana a été transformé avec le gène AhPDF1. Les lignées transgéniques montrent un phénotype de résistance au zinc. Il existe donc bien un lien fonctionnel entre les PDF et la résistance au zinc. Mais quel peut-il bien être ? Des hypothèses peuvent être avancées qui constituent autant de pistes pour élucider ce nouveau rôle biologique des PDF.