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Le gène XND1 oriente la capacité d'Arabidopsis à répondre aux stress de l’environnement

Le gène XND1 oriente la capacité d'Arabidopsis à répondre aux stress de l’environnement
Issu d’une collaboration entre le laboratoire montpelliérain BPMP (UMR CNRS/INRA/SupAgro/Univ. Montpellier) et des chercheurs du LIPM (UMR CNRS/INRA) et du laboratoire IJPB à Versailles (UMR INRA/AgroParisTech/CNRS/Univ. Paris-Saclay), un article publié en septembre 2018 dans le journal Nature Communications met en lumière le rôle du facteur de transcription XND1 dans la formation des structures racinaires chargées de transporter l’eau, mais qui favorisent également la progression de bactéries pathogènes.

Les performances de croissance et la survie des plantes terrestres, qu’elles soient dans des environnements favorables ou défavorables, dépendent essentiellement d’une bonne absorption et gestion de l’eau. La plupart des espèces végétales recherchent l'eau dans le sol par croissance continue et développement des racines en une architecture ramifiée. Les propriétés de transport d’eau intrinsèques des tissus racinaires (c’est-à-dire leur conductivité hydraulique) sont également importantes pour une absorption et un transfert efficaces de l’eau vers le reste de la plante.

Le facteur de transcription XND1 et la tolérance au stress hydrique

Dans cet article paru récemment dans Nature Communications, une analyse de génétique d'association a permis aux auteurs d’identifier le facteur de transcription XND1 (pour « XYLEM NAC DOMAIN 1 ») comme régulateur ayant un impact négatif sur la capacité de transport d’eau de la racine d'Arabidopsis thaliana.

En bref, les auteurs ont étudié la variation naturelle du transport racinaire d’eau chez 143 accessions de la plante modèle A. thaliana et ont montré que la diversité du fond génétique XND1 impactait ce trait racinaire.

Le phénotypage de mutants xnd1 et de plusieurs accessions sauvages d’Arabidopsis présentant de la diversité naturelle dans la séquence du gène XND1 a permis de montrer que c’est par son action inhibitrice sur la formation des vaisseaux du xylème chargés de transporter eau et nutriments que le facteur XND1 module la capacité de la racine à conduire l’eau à la plante. En conséquence, l’activité de XND1 provoque une diminution de la tolérance à la sécheresse.

Concilier résistances aux stress abiotiques et aux stress biotiques

Les auteurs ont également fait une observation plus inattendue : en agissant sur l'inhibition de la formation des vaisseaux du xylème, XND1 limite l'infection de la plante par l'agent pathogène racinaire Ralstonia solanacearum et le développement de la maladie appelée flétrissement bactérien. Cette étude sur la variation génétique de XND1 souligne ainsi un rôle général de la différenciation des vaisseaux du xylème dans la réponse des plantes aux stress environnementaux, tant abiotique (stress hydrique) que biotique (bactérie pathogène R. solanacearum). Ici, le niveau d’activité de XND1, variable selon les accessions, détermine un compromis dans la réponse de la plante à ces différents stress.

Voir aussi

Tang, Ning & Shahzad, Zaigham & Lonjon, Fabien & Loudet, Olivier & Vailleau, Fabienne & Maurel, Christophe. (2018). Natural variation at XND1 impacts root hydraulics and trade-off for stress responses in Arabidopsis.Nature Communications. 9. 10.1038/s41467-018-06430-8.