Function of type-2 Arabidopsis hemoglobin in the auxin-mediated formation of embryogenic cells during morphogenesis.

Elhiti, M., Hebelstrup, K.H., Wang, A.M., Li, C.L., Cui, Y., Hill, R.D., et Stasolla, C. (2013). « Function of type-2 Arabidopsis hemoglobin in the auxin-mediated formation of embryogenic cells during morphogenesis. », Plant Journal. doi : 10.1111/tpj.12181  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Chez l’Arabidopsis, la suppression de la GLB2, une hémoglobine non symbiotique de type 2, augmente la production d’auxine, ce qui stimule l’embryogenèse somatique. Chez la lignée dans laquelle le gène glb2 est inactivé (GLB2−/−), la polarisation des protéines PIN1 et la concentration maximale d’auxine ont été observées à la base des cotylédons des explants zygotiques, là où se forment les tissus embryogènes. Ces changements étaient accompagnés d’une régulation à la hausse de la transcription du facteur WUSCHEL (WUS) et de l’enzyme SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR KINASE (SERK1), deux marqueurs de la compétence embryogène. L’augmentation des concentrations d’auxine chez les individus de la lignée GLB2−/− a été attribuée à l’induction de plusieurs enzymes clés des voies de biosynthèse du tryptophane et de l’acide indole 3‑acétique (AIA), dont les suivantes : ANTHRANILATE SYNTHASE (sous-unité α; ASA1), CYTOCHROME P79B2 (CYP79B2) et AMIDASE1 (AMI1). Les effets de la suppression de la GLB2 sur l’embryogenèse somatique et sur la synthèse de l’AIA sont régulés par la concentration d’oxyde nitrique (ON) dans les cellules embryogènes. Chez celles-ci, l’augmentation de la concentration d’ON réprime l’expression du facteur de transcription MYC2, un répresseur bien connu de la voie de biosynthèse de l’auxine. Nous proposons un modèle dans lequel la suppression de la GLB2 réduit le degré de fixation de l’ON par l’oxyhémoglobine, ce qui augmente la concentration d’ON dans la cellule. Cette concentration accrue d’ON réprime l’expression du MYC2, ce qui met fin à l’inhibition de la synthèse d’AIA, lequel s’accumule dans la cellule et favorise la compétence embryogène. Ces travaux, qui ont mené à l’élaboration d’un modèle d’induction de l’embryogenèse in vitro, ont aussi permis de décrire des fonctions jusqu’alors inconnues des hémoglobines végétales.

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