The MtSNF4b subunit of the sucrose non-fermenting-related kinase complex connects after-ripening and constitutive defense responses in seeds of Medicago truncatula

Dormant seeds are capable of remaining alive in the hydrated state for extended periods of time without losing vigor, until environmental cues or after-ripening result in the release of dormancy. Here, we investigated the possible role of the regulatory subunit of the sucrose non-fermenting-related kinase complex, MtSNF4b, in dormancy of Medicago truncatula seeds. Expression of MtSNF4b and its involvement in a high-molecular-weight complex are found in dormant seeds, whereas imbibition of fully after-ripened, non-dormant seeds leads to dissociation of the complex. MtSNF4b is capable of complementing the yeast Δsnf4 mutant and of interacting with the MtSnRK1 α-subunit in a double hybrid system. Transcriptome analyses on freshly harvested and after-ripened RNAi Mtsnf4b and wild-type embryos implicate MtSNF4b in the defense response in hydrated dormant embryonic tissues, affecting the expression of genes encoding enzymes of flavonoid and phenylpropanoid metabolism, WRKY transcription factors and pathogenesis-related proteins. Silencing MtSNF4b also increased the speed of after-ripening during dry storage, an effect that appears to be related to a change in base water potential. No significant difference in ABA content or sensitivity was detected between mutant and wild-type seeds. Pharmacological studies using hexoses and sugar analogs revealed that mannose restored germination behavior and expression of the genes PAL, CHR and IFR in RNAi Mtsnf4b seeds towards that of the wild-type, suggesting that MtSNF4b might act upstream of sugar-sensing pathways. Overall, the results suggest that MtSNF4b participates in regulation of a constitutively activated defense response in hydrated, dormant seeds

The histone methyltransferase SUV420H2 and Heterochromatin Proteins HP1 interact but show different dynamic behaviours

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Histone lysine methylation plays a fundamental role in chromatin organization and marks distinct chromatin regions. In particular, trimethylation at lysine 9 of histone H3 (H3K9) and at lysine 20 of histone H4 (H4K20) governed by the histone methyltransferases SUV39H1/2 and SUV420H1/2 respectively, have emerged as a hallmark of pericentric heterochromatin. Controlled chromatin organization is crucial for gene expression regulation and genome stability. Therefore, it is essential to analyze mechanisms responsible for high order chromatin packing and in particular the interplay between enzymes involved in histone modifications, such as histone methyltransferases and proteins that recognize these epigenetic marks.</p> <p>Results</p> <p>To gain insights into the mechanisms of SUV420H2 recruitment at heterochromatin, we applied a tandem affinity purification approach coupled to mass spectrometry. We identified heterochromatin proteins HP1 as main interacting partners. The regions responsible for the binding were mapped to the heterochromatic targeting module of SUV420H2 and HP1 chromoshadow domain. We studied the dynamic properties of SUV420H2 and the HP1 in living cells using fluorescence recovery after photobleaching. Our results showed that HP1 proteins are highly mobile with different dynamics during the cell cycle, whereas SUV420H2 remains strongly bound to pericentric heterochromatin. An 88 amino-acids region of SUV420H2, the heterochromatic targeting module, recapitulates both, HP1 binding and strong association to heterochromatin.</p> <p>Conclusion</p> <p>FRAP experiments reveal that in contrast to HP1, SUV420H2 is strongly associated to pericentric heterochromatin. Then, the fraction of SUV420H2 captured and characterized by TAP/MS is a soluble fraction which may be in a stable association with HP1. Consequently, SUV420H2 may be recruited to heterochromatin in association with HP1, and stably maintained at its heterochromatin sites in an HP1-independent fashion.</p

Protein S-nitrosylation: specificity and identification strategies in plants

The role of nitric oxide (NO) as a major regulator of plant physiological functions has become increasingly evident. To further improve our understanding of its role, within the last few years plant biologists have begun to embrace the exciting opportunity of investigating protein S-nitrosylation, a major reversible NO-dependent post-translational modification (PTM) targeting specific Cys residues and widely studied in animals. Thanks to the development of dedicated proteomic approaches, in particular the use of the Biotin Switch Technique (BST) combined with mass spectrometry, hundreds of plant protein candidates for S-nitrosylation have been identified. Functional studies focused on specific proteins provided preliminary comprehensive views of how this PTM impacts the structure and function of proteins and, more generally, of how NO might regulate biological plant processes. The aim of this review is to detail the basic principle of protein S-nitrosylation, to provide information on the biochemical and structural features of the S-nitrosylation sites and to describe the proteomic strategies adopted to investigate this PTM in plants. Limits of the current approaches and tomorrow's challenges are also discussed

Dynamique du bilan hydrique parcellaire au sein de l'espace rural-conséquences sur les transferts hydrologiques

Nous montrons que deux processus habituellement négligés dans les modèles simples de bilan hydrique journalier des cultures, ont pourtant un effet non négligeable sur le bilan hydrique, et en particulier diminuent le drainage vers les nappes phréatiques: la captation de l'eau de pluie par le couvert végétal, et le ruissellement hortonien. Sur une culture de maïs, nous calculons ainsi en valeur moyenne annuelle une perte nette pour le sol de 26.7 7.8 mm et 23.7 14.4 mm respectivement pour la captation et le ruissellement. En vue d'études pluriannuelles, nous développons des modèles simples et à base physique de captation et d'infiltration/ruissellement, que nous couplons au modèle de bilan hydrique agropédoclimatique journalier d'un sol multicouches, BILHYNA (TUZET et al., 1992). La captation et le ruissellement sont calculés en continu selon un pas de temps de 0.01 h et abaissent la quantité de pluie journalière incorporée au sol. Une image réaliste des pluies est calculée à partir de mesures instantanées, ou par un modèle original restituant une courbe d'intensité de forme gaussienne à partir des mesures horaires classiques et d'un paramètre climatique. Les modèles sont testés face aux résultats de 3 années continues de mesures sur une parcelle expérimentale de Thiverval-Grignon, alternant culture de maïs et labour d'hiver. Nous calculons la captation avec le modèle simple de MERRIAM (1960). En supposant que le couvert ne transpire pas lorsqu'il est mouillé, nous multiplions la transpiration journalière par la fraction de la journée pendant laquelle le couvert est sec. L'infiltration de l'eau de pluie est décrite par le modèle de GREEN-AMPT (1911), appliqué à un profil de sol hétérogène en humidité initiale (BOUWER, 1969), en succion effective au front d'humectation (YOUNGS, 1974) et en conductivité hydraulique à saturation (selon HILLEL et GARDNER, 1970). Nous fixons les paramètres d'infiltration à partir de relations de VAN GENUCHTEN (COQUET et al., 2002), à -10 cm de potentiel hydrique pour la saturation partielle du sol lors de l'infiltration (BRAKENSIEK & RAWLS, 1983; FOX et al., 1998). Trois couches sont distinguées: lit de semence, labour, et sol non travaillé. Nous traduisons les processus dynamiques essentiels à l'aide de relations empiriques simples et de mesures: développement et sénescence du couvert (LAI), évolution de la rugosité et de la capacité de flaquage de la surface du sol en fonction de l'énergie cinétique des pluies (ONSTAD et al., 1984, ONSTAD, 1984 / KAMPHORST, 2000), évolution de la résistance hydraulique de la croûte de battance (BRAKENSIEK & RAWLS, 1983), modification des paramètres d'infiltration par le travail du sol. Le test du modèle sur la culture du maïs 1999 montre de très bons résultats face aux ruissellement mesuré sur placettes de 1m², sauf en fin de saison où la négligence de la fissuration de la surface du sol amène le modèle à surestimer le ruissellement (37.1% d'erreur, soit 9.8mm, sur toute la période d'étude). Face aux mesures d'humidité du sol (TDR, gravimétrie), le modèle BILHYNA intégrant captation et ruissellement montre une erreur ponctuelle de 20mm au plus du stock d'eau du sol sur 1.10m de sol, traduisant un besoin d'amélioration du drainage à proximité de la capacité au champ, et d'ajustement des paramètres de transpiration du couvert. En moyenne annuelle sur les trois années, sous une pluie de 773.7 59.3 mm, la captation et le ruissellement constituent ensemble une perte nette pour le sol de 65.1 11.9 mm. Leur effet est de 20mm maximum sur le stock d'eau du sol, de l'ordre de l'incertitude sur la mesure de l'humidité. Captation et ruissellement abaissent néanmoins de manière nette la transpiration du couvert et le drainage profond, respectivement de 28.5 3.1 mm et de 45.4 13.9 mm. Ce dernier résultat montre l'importance potentielle d'intégrer la captation et le ruissellement pour améliorer le bilan hydrique du sol et des nappes phréatiques

Dynamique du bilan hydrique parcellaire au sein de l'espace rural et conséquences sur les transferts hydologiques

PARIS-AgroParisTech Centre Paris (751052302) / SudocSudocFranceF

Implication et régulation du système ubiquitine-protéasome (UPS) dans les interactions plantes-microorganismes bénéfiques et pathogènes chez le tabac

National audienceLe contrôle de la régulation entre la synthèse et la dégradation des protéines, ouhoméostasie, est indispensable à la survie cellulaire. Or, des situations de stress biotiques ouabiotiques dérégulent l'homéostasie des protéines. En particulier, lors d'une attaque par desmicro-organismes pathogènes chez les végétaux, les acteurs du système de dégradation desprotéines associé à l’ubiquitine et au protéasome (UPS) sont fortement mobilisés. Cependantleur fonction dans ces processus est encore mal connue. Par ailleurs, l’implication du systèmeUPS, ainsi que sa régulation, dans l’établissement d’interactions bénéfiques n’ont été que trèspeu appréhendées. Nous proposons donc d’étudier et de comparer l’implication et la régulationde l’UPS au cours de l’établissement d’interactions bénéfiques (mycorhize à arbuscules) etpathogènes chez le tabac. Pour ce faire nous comparerons les ubiquitinomes entre les situationsd’immunité versus symbiose, afin d'identifier des protéines candidates potentiellement réguléespar l'UPS ou dégradées spécifiquement lors de chacune des interactions (par exemple desrécepteurs d'immunité ou des acteurs de la PTI ou de l'ETI pourraient être dégradés lors de lasymbiose). Nous étudierons également le comportement de l’ATPase Cdc48, un acteur majeurdu système UPS impliqué dans de nombreuses voies de signalisation cellulaires, dont la réponseimmunitaire et la régulation Redox chez le tabac. La régulation de sous-unités protéasomaleset d’ubiquitine ligases sera également analysée. Des analyses transcriptomiques mènerontégalement à l’identification de séquences codant des protéines d’intérêt pour lesquelles uneanalyse du comportement en réponse à l’établissement d’interactions pathogène et bénéfiquesera menée

The chaperone-like protein Cdc48 regulates ubiquitin-proteasome system in plants

National audienc