Role of CBFs as Integrators of Chloroplast Redox, Phytochrome and Plant Hormonal Signaling during Cold Acclimation.

Kurepin, L.V., Dahal, K., Savitch, L.V., Singh, J., Bode, R., Ivanov, A.G., Hurry, V.M., et Hüner, N.P.A. (2013). « Role of CBFs as Integrators of Chloroplast Redox, Phytochrome and Plant Hormonal Signaling during Cold Acclimation. », International Journal of Molecular Sciences, 14(6), p. 12729-12763. doi : 10.3390/ijms140612729  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

L’acclimatation au froid des céréales d’hiver et des autres espèces rustiques est une condition préalable à toute amélioration subséquente de leur tolérance au gel. Les basses températures déclenchent une régulation à la hausse des facteurs de transcription CBF/DREB1 (C-repeat binding factor / dehydration-responsive element binding 1), qui induisent à leur tour l’expression des gènes COLD-REGULATED (COR). Nous passons en revue les données indiquant que l’intégration de ces interactions est responsable du phénotype nain et du rendement photosynthétique accru des plantes acclimatées au froid et présentant une surexpression des gènes CBF. Les plantes chez lesquelles les gènes CBF sont surexprimés mais qui sont cultivées à des températures relativement élevées produisent elles aussi le phénotype nain, compact et tolérant au froid, le rendement photosynthétique accru et l’accumulation plus grande de biomasse caractéristiques des plantes acclimatées au froid. Dans le cadre du présent article de synthèse, nous proposons un modèle selon lequel le signal d’acclimatation au froid reçu par la plante est constitué d’une perception intégrée de la baisse de la température et de changements dans l’intensité et la qualité de la lumière, ce qui active le régulon des gènes CBF, entraîne une régulation à la hausse de l’expression des gènes COR et GA 2‑oxidase (GA2ox) et produit ainsi un phénotype nain à tolérance accrue au gel et à rendement photosynthétique supérieur. En conclusion, étant donné la nature photoautotrophe des végétaux, les plantes qui s’acclimatent au froid ne réagissent pas seulement à la baisse de la température, mais à un ensemble intégré de changements survenant dans l’intensité et la qualité de la lumière ainsi que dans la viscosité des membranes, et les gènes CBF semblent être les principaux régulateurs de ces voies interreliées de perception et de signalisation.

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