Arabidopsis mutants lacking asparaginases develop normally but exhibit enhanced root inhibition by exogenous asparagine.

Ivanov, A., Kameka, A., Pajak, A., Bruneau, L., Beyaert, R.P., Hernández-Sebastià, C., et Marsolais, F. (2012). « Arabidopsis mutants lacking asparaginases develop normally but exhibit enhanced root inhibition by exogenous asparagine. », Amino Acids, 42(6), p. 2307-2318. doi : 10.1007/s00726-011-0973-4  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

L’asparaginase catalyse l’hydrolyse de la L-asparagine en acide L-aspartique et en ammoniac, et participe au catabolisme de l’asparagine acheminée aux tissus puits des plantes supérieures. Le génome de la plante Arabidopsis comprend deux gènes, ASPGA1 et ASPGB1, qui codent deux protéines appartenant à des sous-familles d’asparaginase distinctes. Dans le cadre de cette étude, nous avons remarqué qu’une carence grave en azote entraînait une légère diminution de la taille des graines chez l’Arabidopsis de type sauvage. Cette réponse n’était cependant pas observée chez un mutant homozygote pour lequel nous avions inactivé les gènes ASPG à l’aide d’une insertion d’ADN-T. En présence d’azote en quantité suffisante, les graines mûres du mutant ASPG présentaient des concentrations élevées d’asparagine libre. Nous avons observé ce phénotype uniquement dans des conditions de faible éclairement, lorsqu’un faible rapport carbone/azote était acheminé aux graines. Nous avons constaté que les mutants ne produisant aucun type d’asparaginase ou n’en produisant qu’un seul étaient plus sensibles que les plantes du type sauvage à l’inhibition de l’allongement de la racine primaire et de l’apparition des poils absorbants des racines déclenchée lorsque la L‑asparagine était la seule source d’azote. Nous avons associé cette augmentation de la sensibilité à l’accumulation plus importante d’asparagine dans la racine du double mutant aspga1-1/-b1-1 . L’inhibition de la croissance des racines serait selon toute vraisemblance causée par la présence même d’asparagine ou d’un dérivé autre que les produits de l’asparaginase (l’acide aspartique et l’ammoniaque). Au cours de la germination, les cellules de l’endosperme exprimaient la β‑glucoronidase, dont le gêne était fusionné au promoteur ASPGA1 , à partir de l’extrémité du micropyle. Au départ, cette expression était élevée dans la racine et l’hypocotyle, mais après trois jours, elle était confinée au bout des racines, ce qui pourrait indiquer que la croissance est devenue dépendante de sources externes d’azote.

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