Cette étude est rapportée par le groupe de Shisheng Chen du Laboratoire national clé d’amélioration du blé de l’Institut des sciences agricoles avancées de l’Université de Pékin. L’architecture végétale a un impact significatif sur le développement et la productivité des plantes et a donc été étudiée de manière approfondie chez diverses espèces végétales. Cependant, les études sur les gènes et les mécanismes moléculaires régulant l’architecture végétale du blé restent limitées.
L’assemblage récent de séquences de génome de référence et la génération de populations mutantes ont fourni aux chercheurs les ressources nécessaires pour identifier les gènes impliqués dans la régulation de l’architecture végétale du blé. Shengsheng Bai, Guiping Wang et leurs collègues du groupe de Chen ont cherché à identifier un gène responsable de la régulation de l’architecture du blé. L’étude est en cours publié dans la revue Sciences Chine Sciences de la vie.
L’équipe a utilisé le clonage basé sur la cartographie pour identifier le gène TaAPA2, révélant qu’il code une nouvelle protéine avec les domaines vWA et Vwaint. Ils ont ensuite démontré son rôle crucial dans la régulation de divers traits architecturaux du blé en utilisant trois approches : 20 mutants EMS indépendants, l’édition de gènes médiée par CRISPR/Cas9 et la complémentation transgénique stable.
Les auteurs ont fourni la preuve que les mutations EMS semi-dominantes dans TaAPA2 agissent probablement par le biais d’effets dominants-négatifs et d’interactions validées entre TaAPA2NC4 de type sauvage et les protéines mutantes, ainsi que par des auto-interactions de TaAPA2NC4. De plus, l’équipe a découvert que TaAPA2 interagissait avec TaCCDC115, une protéine impliquée dans l’assemblage de la H+-ATPase de type vacuolaire (V-ATPase).
Les mutants knock-out de TaCCDC115 dans la variété de blé tendre Fielder ont présenté un retard de croissance significatif. Il a été observé qu’une interaction entre TaCCDC115 et une sous-unité de V-ATPase, TaVHA-c, interférait avec la liaison entre TaAPA2 et TaCCDC115 dans les feuilles de Nicotiana benthamiana.
« Après avoir cloné TaAPA2, nous sommes maintenant prêts à approfondir ses mécanismes moléculaires. TaAPA2 présente un potentiel important pour améliorer notre compréhension des protéines contenant le domaine vWA et de leurs rôles dans la formation de l’architecture végétale du blé », explique Chen.
Plus d’information:
Shengsheng Bai et al, Les mutations du gène TaAPA2 du blé entraînent des effets pléiotropes sur l’architecture végétale, Sciences Chine Sciences de la vie (2024). DOI : 10.1007/s11427-024-2620-7