Plastide

Nature Plantes (2023)Citer cet article

967 accès

6 Altmétrique

Détails des métriques

La toxicité de l'ammonium affectant le métabolisme et le développement des plantes est un problème mondial qui entrave la production agricole. Il est remarquable que le riz (Oryza sativa L.) privilégie l’ammonium comme principale source d’azote dans les rizières. Nous avons mis en place un criblage génétique avancé pour déchiffrer les mécanismes moléculaires conférant une tolérance à l'ammonium au riz et identifié le rohan présentant une hypersensibilité des racines à l'ammonium en raison d'une mutation faux-sens dans un gène codant pour l'argininosuccinate lyase (ASL). L'ASL se localise dans les plastes et son expression est induite par l'ammonium. L'ASL atténue l'élongation des racines inhibée par l'ammonium en convertissant l'excès de glutamine en arginine. Par conséquent, l’arginine conduit à une accumulation d’auxine dans le méristème de la racine, stimulant ainsi l’élongation des racines sous une teneur élevée en ammonium. De plus, nous avons identifié une variation naturelle de l'allèle ASL entre les sous-espèces japonica et indica, expliquant la sensibilité différente de leurs racines à l'ammonium. Enfin, nous montrons que l’expression de l’ASL est positivement corrélée à la tolérance à l’ammonium des racines et que l’efficacité et le rendement de l’utilisation de l’azote peuvent être améliorés grâce à une approche de gain de fonction.

Ceci est un aperçu du contenu de l'abonnement, accès via votre institution

Accédez à Nature et à 54 autres revues Nature Portfolio

Obtenez Nature+, notre abonnement d'accès en ligne au meilleur rapport qualité-prix

29,99 $ / 30 jours

annuler à tout moment

Abonnez-vous à cette revue

Recevez 12 numéros numériques et un accès aux articles en ligne

119,00 $ par année

seulement 9,92 $ par numéro

Louer ou acheter cet article

Les prix varient selon le type d'article

à partir de 1,95 $

à 39,95 $

Les prix peuvent être soumis aux taxes locales qui sont calculées lors du paiement

Les ensembles de données bruts de séquençage du génome entier (WGS) et les ensembles de données RNA-seq ont été déposés sur NCBI BioProject (//www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject) sous les numéros d'accès PRJNA808438 et PRJNA808101. Les ensembles de données de métabolomique largement ciblées sont déposés à l'OMIX, China Center for Bioinformation/Beijing Institute of Genomics, Chinese Academy of Sciences sous le numéro d'accès OMIX004476 (https://ngdc.cncb.ac.cn/omix), et sont également disponibles. dans le tableau supplémentaire 1. Les données sources sont fournies avec ce document. Pour tous les ensembles de données non disponibles via les liens ci-dessus, ils peuvent être demandés auprès de l'auteur correspondant.

Xu, G., Fan, X. et Miller, AJ Assimilation de l'azote végétal et efficacité d'utilisation. Ann. Révérend Plant Biol. 63, 153-182 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Britto, DT & Kronzucker, HJ Toxicité du NH4+ chez les plantes supérieures : une revue critique. J. Physiol végétal. 159, 567-584 (2002).

Article CAS Google Scholar

Li, B., Li, G., Kronzucker, HJ, Baluška, F. & Shi, W. Stress ammonium chez Arabidopsis : signalisation, locus génétiques et cibles physiologiques. Tendances Plant Sci. 19, 107-114 (2014).

Article CAS PubMed Google Scholar

Barth, C., Gouzd, ZA, Steele, HP & Imperio, RM Une mutation de la GDP-mannose pyrophosphorylase provoque une hypersensibilité conditionnelle à l'ammonium, entraînant une inhibition de la croissance des racines d'Arabidopsis, une altération du métabolisme de l'ammonium et une homéostasie hormonale. J. Exp. Bot. 61, 379-394 (2010).

Article CAS PubMed Google Scholar

Tanaka, H. et coll. Identification et caractérisation d'Arabidopsis AtNUDX9 comme GDP-d-mannose pyrophosphohydrolase : son implication dans l'inhibition de la croissance des racines en réponse à l'ammonium. J. Exp. Bot. 66, 5797-5808 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, B. et al. Le plaste d'Arabidopsis AMOS1/EGY1 intègre la signalisation de l'acide abscissique pour réguler la réponse globale de l'expression génique au stress lié à l'ammonium. Physiol végétal. 160, 2040-2051 (2012).