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Résultat scientifique | Fait marquant


Projet ANR 2019

ANR PHLOWZ : Etude de l’interaction entre les voies de signalisation du Zinc et du Phosphate

​Le projet PHLOWZ propose une stratégie originale pour étudier la réponse singulière des plantes à un sol carencé en zinc, menant à une suraccumulation de phosphate. Comprendre la voie de signalisation impliquée pourrait conduire à une meilleure prise en compte de la nature des sols lors d’utilisation d’engrais pour les plantes cultivées. Les partenaires du projet sont l’Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix-Marseille (coordonnateur), l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, le laboratoire Biochimie & Physiologie Moléculaire des Plantes et l’Université Heinrich Heine. La réunion d’enclenchement s’est déroulée le 15 octobre 2019 à Gif-sur-Yvette.

Publié le 13 janvier 2020

​Le phosphate (Pi), composant majeur des cellules, est une ressource stratégique en raison de la diminution des gisements phosphatés de bonne qualité. Pour optimiser son usage dans la production de plantes, nous avons besoin de mieux comprendre les facteurs stimulant son import. Si la réponse classique des plantes à des changements de teneur en Pi dans le sol est désormais bien décrite, les efforts des scientifiques pour maîtriser cette voie se heurtent à des boucles de régulation qui limitent l'import de Pi en présence de fortes concentrations intracellulaires en ce minéral.

Toutefois, une observation intrigante reste trop sous-exploitée : une plante placée spécifiquement sur un sol très pauvre en Zinc (Zn) accumule davantage de Pi que sur des sols riches en Zn. Les données suggèrent qu'une voie de signalisation spécifique Zn/Pi permet de contourner le contrôle classique de l'homéostasie du Pi. Si certains régulateurs ont été identifiés récemment, la plupart des éléments moléculaires précoces impliqués dans cette voie restent inconnus.

Le projet PHLOWZ propose d'explorer de nouvelles stratégies pour élucider les mécanismes responsables de la dérégulation de l'import du Pi et d'en clarifier les éléments primaires chez la plante modèle Arabidopsis, en utilisant des approches d'imagerie de l'homéostasie du Zn et du Pi, de physiologie, de génétique et de transcriptomique. En combinant ces travaux à une étude de la variabilité naturelle de cette réponse, PHLOWZ vise à identifier de nouveaux acteurs et verrous régulateurs de la signalisation Zn/Pi chez les plantes, dans une optique de recherche fondamentale. A plus long terme, ces connaissances permettront d'ouvrir de nouvelles perspectives agronomiques, pour mieux paramétrer l'apport d'engrais selon la nature du sol.

Ce projet est coordonné par un membre du BIAM, Hélène Javot, qui synthétisera les données des différents partenaires impliqués, dont les contributions touchent aux domaines de la détection et de l'imagerie des ions, de leur transport, de la transcriptomique et des études de variabilité naturelle. De plus, le BIAM ayant une expertise reconnue dans le domaine du transport du Pi du sol vers la plante, il sera chargé de déterminer par quel biais la carence en Zn influence les propriétés de prélèvement du Pi par la racine et son transfert vers les parties aériennes.

​Fiche signalétique :

Projet de 42 mois, réunion d'enclenchement le 15 octobre 2019 à Gif-sur-Yvette
Coordonnateur : Hélène Javot (BIAM, équipe SAVE)

Partenaires :

  • Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (BIAM, Cadarache) : UMR 7275 CEA, CNRS, AMU
  • Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Saclay, Gif-sur-Yvette) : UMR 9198 CEA, CNRS, Université Paris Sud
  • Biochimie & Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP, Montpellier) : UMR 5004 Université de Montpellier, CNRS, INRA, Montpellier SupAgro
  • Université Heinrich Heine de Düsseldorf

​Références :

Bouain N, Shahzad Z, Rouached A, Khan GA, Berthomieu P, Abdelly C, Poirier Y, Rouached H (2014) Phosphate and zinc transport and signalling in plants: toward a better understanding of their homeostasis interaction. J Exp Bot 65: 5725-5741

Bayle V, Arrighi J-F, Creff A, Nespoulous C, Vialaret J, Rossignol M, Gonzalez E, Paz-Ares J, Nussaume L (2011) Arabidopsis thaliana High-Affinity Phosphate Transporters Exhibit Multiple Levels of Posttranslational Regulation. The Plant Cell 23: 1523-1535

Kisko M, Bouain N, Safi A, Medici A, Akkers RC, Secco D, Fouret G, Krouk G, Aarts MGM, Busch W, Rouached H (2018) LPCAT1 controls phosphate homeostasis in a zinc-dependent manner. eLife 7: e32077