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Nutrition des plantes en éléments minéraux majeurs [Nutrition of plants in major mineral elements]

Comprendre comment les plantes régulent l'absorption et le transport d'ions essentiels peut avoir des applications majeures pour l'environnementet la santé humaine. En modifiant ces facteurs, il est possible de développer des cultures qui grandissent sur sols pauvres en minéraux (diminution de l'apport d'engrais) et des produits de récolte à valeur nutritionnelle ajoutée (biofortification). Deux thèmes sont axés sur l'homéostasie du magnésium et l'impact de la disponibilité en azote sur le système racinaire dans A. thaliana. D'une part, le but recherché est de savoir comment les plantes acquièrent le Mg et régulent leur teneur interne. Des approches physiologiques et transcriptomiques globales ont permis d'identifier le transport des sucres et l'horloge circadienne comme des cibles précoces de la carence en Mg. D'autre part, les mécanismes qui gouvernent la plasticité du système racinaire en réponse aux nitrates sont étudiés (des teneurs faibles stimulent le développement des racines latérales, alors que des teneurs uniformes élevées ont un effet inhibiteur). Nous avons recours à des approches génétiques directes et à l'exploitation de la variabilité naturelle dans des populations d'Arabidopsis pour identifier des gènes qi régulent l'architecture racinaire. Pour ces deux lignes de recherche, un transfert des connaissances est envisagé vers les espèces agronomiques du genre Brassica (chou, colza, ...) [Understanding how plants regulate ion uptake and transport could have significant implications for plant nutrition and human health. For example, by modifying ion uptake and transport, it is possible to develop crops that grow efficiently on nutrient-poor soils, which will reduce the need for fertilizers, increase productivity and better nutritional value. The main research theme is centered on magnesium deficiency in two model plants: Arabidopsis thaliana and Beta vulgaris (sugar beet). The overall goal is to understand how these plants acquire, distribute and regulate their internal Mg level. In a physiological approach, mineral profile, photosynthetic activity and sugar transport are analyzed during Mg deficiency. In a molecular approach, transcriptome changes are identified in response to Mg deficiency. The transcriptional profiling allows the identification of genes involved in rapid responses to external Mg deprivation. In addition, we are identifying limiting steps in sucrose loading from source organs (his transport being often modified upon major elements deficiency). We are characterizing changes in sucrose transport activity by direct transport measurements in purified membrane vesicles, and changes in the expression of sucrose transporter genes, as well as protein abundance are examined. We also investigate the processes by which mineral nutrients, depending on their availability, can have positive and negative effects on the development and growth of roots. We make use of a forward genetic approach to identify Arabidopsis mutant plants that have lost their ability to respond to external mineral supply.]



responsables


Christian HERMANS Nathalie VERBRUGGEN


disciplines et mots clés déclarés


Biologie moléculaire Génétique moléculaire Physiologie des plantes vasculaires

allocation de la biomasse carence minérale ionomics photosynthèse photosynthetic gene expression transport des assimilats