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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Deux articles éclairent les mécanismes de détection et de réponse de la tomate à l'éthylène et l'éthanol

Deux articles éclairent les mécanismes de détection et de réponse à l'éthylène et l'éthanol
La détection de l'éthylène et l'éthanol est importante pour la germination, la croissance et le développement de la plante. Deux articles publiés dans les journaux Plant Science et Horticulture Research augmentent nos connaissances sur cette détection et les réponses induites. Ces articles sont issus d’une collaboration entre des chercheurs de l’unité Génomique et Biotechnologie du Fruit (UMR 990 INRAE/ENSAT) et Brad Binder (University of Tennessee), chercheur qu’ils ont pu inviter grâce à une bourse « Visiting Scientist » de TULIP.

L'éthanol est connu pour s'accumuler dans divers organes végétaux dans diverses conditions environnementales. Cependant, il existe très peu de données sur la détection de l'éthanol par les plantes elles-mêmes. L’équipe de chercheurs de l’unité Génomique et Biotechnologie du Fruit a décrit dans un récent article Plant Science que l'éthanol s'accumulait quand les graines de tomate s’imbibent d’eau, en particulier lorsque les graines étaient empilées les unes sur les autres. Les graines empilées germent moins que les graines étalées, ce qui suggère que l'éthanol inhibe la germination.

Prenant des graines et y ajoutant de l'éthanol exogène, les chercheurs notent le même phénomène d’inhibition. Cependant, les effets de l'éthanol ajouté n'étaient pas liés aux différences de production d'éthylène par les graines imbibées. Ils observent que l'éthanol exogène à faible concentration régule l'expression de certains récepteurs d'éthylène. De plus, la triple réponse induite par l'éthylène dans les plants de tomates a été partiellement atténuée par l'éthanol. Ces résultats montrent qu'il existe des interactions entre la détection de l'éthylène et l'éthanol dans les plantes. Des observations similaires ont été faites sur les graines et plantules d'Arabidopsis thaliana.

Mais qu’en est-il de la détection de l’éthylène ?

Un nouveau récepteur d’éthylène révélé par le séquençage du génome de la tomate

L'éthylène est perçu par une famille de récepteurs d'éthylène (ETR) bien connus. Cependant, une compréhension complète de la fonction ETR est compliquée par la redondance fonctionnelle entre les protéines de formes différentes de ce récepteur. Dans le second article qui nous intéresse, paru dans le journal Horticulture Research, les mêmes chercheurs caractérisent un nouvel ETR, nommé SlETR7, qui a été révélé par le séquençage du génome de la tomate. Ils montrent que ce récepteur se lie spécifiquement à l’éthylène.

L'expression de SlETR7 dans le péricarpe de tomate augmente lorsque le fruit mûrit et son expression est synchronisée avec l'expression d’autres récepteurs. Les auteurs de l’article ont également découvert une erreur dans la séquence SlETR7 documentée dans les versions précédentes du génome de la tomate, ils ont ainsi pu la corriger (version « ITAG 4 » du génome de la tomate).

Globalement, ces résultats montrent que SlETR7 est un récepteur fonctionnel de l'éthylène. Des recherches restent à mener pour mieux comprendre ses rôles spécifiques liés aux six autres ETR de tomate.

Au-delà de la question de l’éthylène dans la tomate, certains gènes de perception de l’éthylène sont retrouvés dans de nombreux taxons, ces recherches nous renseignent donc sur des mécanismes de signalisation qui pourraient être largement distribués.

Voir aussi

Chen Y., Hu G., Rodriguez C., Liu M., Binder B., Chervin C. 2020. Roles of SlETR7, a newly discovered ethylene receptor, in tomato plant and fruit development. Horticulture Research, 7:17. https://doi.org/10.1038/s41438-020-0239-y

Chen Y., Althiab Almasaud R., Carrie E., Desbrosses G., Binder B., Chervin C. 2020. Ethanol, at physiological concentrations, affects ethylene sensing in tomato germinating seeds and seedlings. Plant Science, 291:110368. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2019.110368