La production de soja est très limitée en Chine. Pour augmenter le rendement du soja, il est urgent de développer des variétés de soja capables de pousser et de s’adapter aux vastes étendues de terres salines, alcalines et arides.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Zhang Jinsong de l’Institut de génétique et de biologie du développement (IGDB) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a rapporté les rôles et les mécanismes d’un régulateur transcriptionnel GmZF351 dans la tolérance au stress salin et à la sécheresse dans des plants de soja transgéniques stables.
Cette étude, intitulée « La protéine à doigt de zinc GmZF351 améliore à la fois la tolérance au stress salin et à la sécheresse dans le soja », a été publiée en ligne dans le Journal de biologie végétale intégrative.
Le groupe de Zhang a précédemment découvert que le gène est fortement exprimé dans les graines de soja et favorise l’accumulation d’huile dans les graines en développement. Ce gène montre peu ou pas d’expression au stade plantule et/ou végétatif. Cependant, sous le sel et d’autres stress, le gène est activé pour la tolérance au stress chez le soja.
Ils ont découvert que la déméthylation des histones pouvait être impliquée dans une telle transition. Dans des conditions normales, les histones sont fortement méthylées au niveau de la région promotrice du gène GmZF351. Lors du traitement au sel, deux gènes d’histone déméthylase, JMJ30-1 et JMJ30-2, sont activés, entraînant l’élimination de l’histone H3K27me3 au niveau du promoteur GmZF351 et donc l’activation du gène.
Les chercheurs ont ensuite analysé les éléments cis liés par la protéine à doigts de zinc GmZF351. L’élément contient deux des motifs CT(G/C)(T/A)AA pour la reconnaissance. Tous les gènes en aval impliqués dans la biosynthèse de l’huile et la tolérance au stress ont de telles caractéristiques dans leurs régions promotrices. Cependant, le GmZF351 a activé différents ensembles de gènes pour l’accumulation de lipides dans les graines de soja et en réponse au stress salin et hydrique.
Pour les plantes, il est coûteux et énergivore de résister au stress et de survivre pour les générations futures. Par conséquent, la tolérance au stress et l’accumulation de rendement/stockage doivent être pleinement prises en compte pendant la croissance et le développement des plantes pour compléter le cycle de vie.
Le gène nouvellement identifié GmZF351 peut favoriser à la fois l’accumulation d’huile dans les graines et la tolérance au stress chez les semis, équilibrant ces deux processus biologiques importants dans différents organes et à différents stades de développement.
Comprendre les doubles fonctions de GmZF351 peut éclairer le mécanisme d’équilibrage d’une culture pour le rendement/stockage des graines et la survie pendant la domestication des cultures, et fournir une base et des idées inspirantes pour développer de nouvelles variétés de soja adaptées aux terres et environnements salins défavorables.
Plus d’information:
Wei Wei et al, la protéine à doigts de zinc GmZF351 améliore à la fois la tolérance au sel et à la sécheresse dans le soja, Journal de biologie végétale intégrative (2023). DOI : 10.1111/jipb.13474