Etude physiologique et moléculaire de l’implication des Facteurs de Réponse à l’Auxine dans la réponse aux stress salin et hydrique chez la tomate (Solanum lycopercium L.)

Abstract

La croissance et le développement des plantes sont souvent entravés par une multitude de stress environnementaux. La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires déployés par les plantes en réponse à ces stress est cruciale pour l’amélioration de la survie et du rendement des plantes. L’auxine joue un rôle prépondérant dans la croissance et le développement des plantes et dans l’interaction des plantes avec leur environnement. Cependant, son implication dans le processus de réponse des plantes aux stress abiotiques reste peu étudiée. Les facteurs de réponse à l’auxine sont des facteurs clés dans la voie de signalisation auxinique. Ces facteurs de transcription assurent l’activation ou la répression des gènes de réponse à l'auxine. Afin de mieux comprendre l'implication de l'auxine dans la réponse aux stress biotiques et abiotiques, une analyse d’expression des ARFs en réponse aux stress été réalisée chez la tomate. L'analyse in silico des données RNAseq extraites de la plate-forme « TomExpress » a montré que l’expression de plusieurs ARFs est régulée en réponse à une infection de type bactérienne ou virale. L’analyse in silico des promoteurs des 22 ARFs a révélé que ces régions présentent plusieurs éléments cis-régulateurs spécifiques à la réponse aux stress biotiques et abiotiques. Par ailleurs, l’analyse par PCR quantitative de l’expression des ARFs en conditions de stress salin, hydrique et d’hypoxie a révélé que la majorité de ces gènes s’expriment de manière différentielle dans les tissus foliaires et racinaires. Une analyse fonctionnelle du gène SlARF4 a été réalisée en vue d’évaluer son implication dans la réponse aux stress hydrique et salin. Cette étude a montré que la sous-expression de SlARF4 résulte en un meilleur développement racinaire, une accumulation importante des sucres solubles et une teneur élevée en chlorophylle en conditions de stress. Les plantes transgéniques sous exprimant le gène SlARF4 (ARF4-as) présentent un enroulement des feuilles, une faible conductance stomatique associée à une nette augmentation de la teneur relative en eau et à une hausse de la teneur en ABA. Chez ce mutant, l’augmentation de la teneur en ABA est positivement corrélée avec l’activation des gènes de biosynthèse et la répression des gènes de catabolisme de cette hormone. Par ailleurs, l’expression des gènes codant pour les antioxydants est induite de manière significative chez les plantes ARF4-as. Ainsi, les données présentées dans ce travail suggèrent fortement l’implication de l’auxine dans la réponse aux stress abiotiques et soulignent l’implication de l’ARF4 en tant qu’acteur clé dans l’acquisition de la tolérance au stress salin et hydrique.