Réponses d'Arabidopsis thaliana à la salinité - Arabidopsis thaliana responses to salinity
En tant qu'organisme modèle, la réponse d' Arabidopsis thaliana à la salinité est étudiée pour aider à comprendre d'autres cultures plus importantes sur le plan économique.
Une concentration élevée de sel dans le sol a des effets négatifs sur les plantes. Par exemple, cela réduit le rendement que les plantes cultivées peuvent produire sur 7 % des terres. D'un autre côté, certaines plantes montrent des adaptations aux changements de salinité du sol, en ce sens que l'exposition de la plante au sel initie certains mécanismes de régulation osmotique cellulaire et provoque des changements dans les comportements d'obtention et de perte d'eau de cette plante. L'une de ces plantes est la plante modèle Arabidopsis thaliana , membre de la famille des Brassicacées . Arabidopsis thaliana est originaire d' Eurasie et a été introduit dans certaines régions d'Amérique du Nord. Il pousse sur des terrains rocheux, sablonneux et perturbés. Il a été constaté dans de nombreuses études qu'Arabidopsis thaliana présentait une extrusion accrue de Na + et H + à partir de leurs cellules après une exposition à une salinité élevée. Une partie de l'aire de répartition d' Arabidopsis aurait pu inclure un sol à haute salinité et la plante a commencé à s'y adapter.
Lors d'une exposition élevée au sel, Arabidopsis subit un gradient de pression osmotique négatif entre la solution salée et son xylème , et il absorbe Na + par des transporteurs perméables Na + . La plante réduit ensuite l'impact d'une abondance élevée de Na+ en améliorant l'efflux de Na+ de ses cellules par la voie SOS Deux voies différentes dans la voie SOS peuvent activer SOS1 , une molécule qui provoque l'efflux de sodium. Un chemin est le SOS2 - SOS3 , l'autre est le chemin PLD . Ceci est montré dans la figure 1. Chemin SOS2-SOS3 :
- Après exposition à un niveau élevé de sodium, le niveau de calcium augmente dans le cytosol . SOS3 peut détecter un taux de calcium élevé en fabriquant une protéine de liaison au calcium , une protéine qui détecte un niveau élevé de calcium dans le cytosol et s'y lie.
- Les protéines SOS3 interagissent avec les protéines kinases , puis sont phosphorylées , ce qui construit le complexe SOS2-SOS3 attaché au calcium, puis active SOS2
- L'activation de SOS2 le pousse vers la membrane plasmique , puis active SOS1. Enfin, cela provoque l'extrusion de tout Sodium supplémentaire vers l'extérieur à travers l' antiporteur Na + /H + qui est proche de SOS1.
- Le complexe SOS2-SOS3 est nécessaire pour générer la réponse complète de SOS1. Mais chez les mutants manquant SOS2-SOS3, le sodium peut réguler directement SOS1.
chemin (PLD)
Une salinité élevée augmente l'activité de l'enzyme PLD1 , ce qui provoque l'accumulation d' acide phosphatidique . PA active MPK6 , une protéine kinase régulant l'efficacité de la traduction dans des conditions de salinité élevée. Ensuite, MPK6 phosphoryle SOS1 et provoque à nouveau un efflux de sodium.
L'une des expériences fournissant la voie précédente a utilisé des semis d' Arabidopsis cultivés dans des boîtes X-gal . Les chercheurs ont utilisé des plantes âgées de 6 à 8 jours. La technique MIFE a été utilisée pour évaluer les amplitudes des flux de Na + , K + et H + . L'expérience consistait à couper des segments de racines de 8 à 10 mm de long et à les placer dans un support en plexiglas. Ensuite, ils ont mis le support à l'intérieur d'une chambre de 4 ml contenant la solution requise. Ils ont donné environ 50 minutes pour que ce réglage atteigne l'équilibre, puis ont pris les mesures. Grâce à une telle technique, ils ont mesuré les flux nets d'ions.
L'examen des réponses des plantes à la salinité pourrait nous aider à distinguer les plantes qui montrent les meilleures réponses, c'est-à-dire les plantes qui montrent les impacts les moins négatifs sur leur aptitude à l'exposition à la salinité. Cela pourrait ouvrir la possibilité de les planter dans des sols dans lesquels d'autres plantes ne peuvent pas survivre.