Decipher the Molecular Response of Plant Single Cell Types to Environmental Stresses

The analysis of the molecular response of entire plants or organs to environmental stresses suffers from the cellular complexity of the samples used. Specifically, this cellular complexity masks cell-specific responses to environmental stresses and logically leads to the dilution of the molecular changes occurring in each cell type composing the tissue/organ/plant in response to the stress.Therefore, to generate a more accurate picture of these responses, scientists are focusing on plant single cell type approaches. Several cell types are now considered as models such as the pollen, the trichomes, the cotton fiber, various root cell types including the root hair cell, and the guard cell of stomata. Among them, several have been used to characterize plant response to abiotic and biotic stresses. In this review, we are describing the various -omic studies performed on these different plant single cell type models to better understand plant cell response to biotic and abiotic stresses

Decipher the Molecular Response of Plant Single Cell Types to Environmental Stresses

The analysis of the molecular response of entire plants or organs to environmental stresses suffers from the cellular complexity of the samples used. Specifically, this cellular complexity masks cell-specific responses to environmental stresses and logically leads to the dilution of the molecular changes occurring in each cell type composing the tissue/organ/plant in response to the stress.Therefore, to generate a more accurate picture of these responses, scientists are focusing on plant single cell type approaches. Several cell types are now considered as models such as the pollen, the trichomes, the cotton fiber, various root cell types including the root hair cell, and the guard cell of stomata. Among them, several have been used to characterize plant response to abiotic and biotic stresses. In this review, we are describing the various -omic studies performed on these different plant single cell type models to better understand plant cell response to biotic and abiotic stresses

Comprehensive Comparative Genomic and Transcriptomic Analyses of the Legume Genes Controlling the Nodulation Process

Nitrogen is one of the most essential plant nutrients and one of the major factors limiting crop productivity. Having the goal to perform a more sustainable agriculture, there is a need to maximize biological nitrogen fixation, a feature of legumes. To enhance our understanding of the molecular mechanisms controlling the interaction between legumes and rhizobia, the symbiotic partner fixing and assimilating the atmospheric nitrogen for the plant, researchers took advantage of genetic and genomic resources developed across different legume models (e.g., Medicago truncatula, Lotus japonicus, Glycine max, and Phaseolus vulgaris) to identify key regulatory protein coding genes of the nodulation process. In this study, we are presenting the results of a comprehensive comparative genomic analysis to highlight orthologous and paralogous relationships between the legume genes controlling nodulation. Mining large transcriptomic datasets, we also identified several orthologous and paralogous genes characterized by the induction of their expression during nodulation across legume plant species. This comprehensive study prompts new insights into the evolution of the nodulation process in legume plant and will benefit the scientific community interested in the transfer of function algenomic information between species

Facteurs antitryspiques de la graine de soja : évaluation de la variabilité génotypique dans une collection de référence ; effet du semis précoce et de la réduction de l’irrigation

La graine de soja, source exceptionnelle de protéines et d’acides gras polyinsaturés, contient de nombreux facteurs antinutritionnels (FAN) qui rendent impossible sa consommation sans traitement préalable. Parmi ces FAN, les facteurs antitrypsiques (FAT) réduisent fortement la croissance des monogastriques en perturbant l’assimilation des protéines et le fonctionnement pancréatique. Les FAT sont de deux types chez le soja : les inhibiteurs de Kunitz (KTI), et les inhibiteurs de Bowman-Birk (BBI). L’introduction d’un allèle KTI nul réduit l’activité antitrypsique (AAT) mais les BBI restants produisent encore une AAT trop élevée pour que la graine soit consommée crue. Les conditions environnementales peuvent aussi fortement influencer l’AAT. L’objectif de ce travail est d’explorer la variabilité dans une collection variétale et d’analyser l’effet d’une modification des pratiques culturales sur l’AAT en utilisant une méthode enzymatique sur microplaque, plus rapide et moins couteuse. L’erreur relative obtenue est de 7 %. Les variétés de la collection ont des AAT de 23 à 60 TIU.mg-1. Ces AAT ne sont pas corrélées avec la teneur en protéines. Certaines variétés sont probablement porteuses de la mutation KTI nulle, tout en présentant de très fortes teneurs en protéines. L’avancement de la date de semis induit une légère diminution de l’AAT, ce qui montre qu’un tel changement de pratique, tout en préservant la teneur en protéine, serait compatible avec l’amélioration de la qualité de la graine.Soybean seed is a highly edible source of proteins and polyinsaturated fatty acids. However, it contains many antinutritional components (FAN) that pose restriction to the consumption of raw soybean. Among them, trypsin inhibitors (FAT) strongly reduce the growth of monogastric animals by the reduction of protein digestibility and the induction of pancreatic disorders. Two kinds of FAT are found in soybean seed: Kunitz inhibitors (KTI) and Bowman-Birk inhibitors (BBI). The trypsin inhibition activity (AAT) can be reduced by the use of a KTI null allele in breeding programs but the activity due to the BBI peptides remains too high to allow the use of raw soybean in animal feeding. Environmental growth conditions can also influence the seed AAT. The aim of this work was the evaluation of genotypic variability in a core collection and the study of the effect of a modification of the agronomic practices on the AAT of the seed by the use of a faster and cheaper microanalysis. The relative error was 7%. The AAT of the sampled accessions of the core collection was between 23 and 60 TIU.mg(-1). The correlation between AAT and protein content was not significant. Some accessions with a high protein content are probably homozygous for the KTI null allele. Very early sowing induces a slight but significant decrease of the AAT. Thus, such a change in agronomic practices can both preserve the high protein content and the seed nutritional quality

Facteurs antitryspiques de la graine de soja : évaluation de la variabilité génotypique dans une collection de référence ; effet du semis précoce et de la réduction de l’irrigation

La graine de soja, source exceptionnelle de protéines et d’acides gras polyinsaturés, contient de nombreux facteurs antinutritionnels (FAN) qui rendent impossible sa consommation sans traitement préalable. Parmi ces FAN, les facteurs antitrypsiques (FAT) réduisent fortement la croissance des monogastriques en perturbant l’assimilation des protéines et le fonctionnement pancréatique. Les FAT sont de deux types chez le soja : les inhibiteurs de Kunitz (KTI), et les inhibiteurs de Bowman-Birk (BBI). L’introduction d’un allèle KTI nul réduit l’activité antitrypsique (AAT) mais les BBI restants produisent encore une AAT trop élevée pour que la graine soit consommée crue. Les conditions environnementales peuvent aussi fortement influencer l’AAT. L’objectif de ce travail est d’explorer la variabilité dans une collection variétale et d’analyser l’effet d’une modification des pratiques culturales sur l’AAT en utilisant une méthode enzymatique sur microplaque, plus rapide et moins couteuse. L’erreur relative obtenue est de 7 %. Les variétés de la collection ont des AAT de 23 à 60 TIU.mg-1. Ces AAT ne sont pas corrélées avec la teneur en protéines. Certaines variétés sont probablement porteuses de la mutation KTI nulle, tout en présentant de très fortes teneurs en protéines. L’avancement de la date de semis induit une légère diminution de l’AAT, ce qui montre qu’un tel changement de pratique, tout en préservant la teneur en protéine, serait compatible avec l’amélioration de la qualité de la graine