Tolérance au Cu chez Agrostis capillaris L. : du phénotype vers les mécanismes moléculaires

Abstract

Des populations tolérante (métallicole: M) et sensible (non-métallicole: NM) d’Agrostis capillaris L. ont été exposées à des doses croissantes de Cu (1-50 μM) pour étudier la tolérance au Cu par une approche pluridisciplinaire. Selon les paramètres phénotypiques (biomasse, longueur des feuilles et symptômes visuels), les plantes M ont une meilleure croissance aux expositions supérieures à 10 μM Cu. Les concentrations en Cu des tissus reflètent une rétention racinaire (phénotype d’exclusion) et une réduction de la translocation vers les feuilles quand le stress augmente. En excès de Cu, le protéome soluble racinaire présente des altérations du métabolisme énergétique chez M et NM, plus marquées chez NM (glycolyse, cycle de Krebs /phosphorylation oxydative). Le protéome foliaire indique des impacts sur les phases claires et obscures de la photosynthèse chez M et NM, et un besoin plus important en acides aminés soufrés (augmentation des cystéine et méthionine synthases). Chez NM, l’augmentation d’enzymes de la glycolyse, de la voie des pentoses phosphates et du cycle de Calvin indiquent un besoin énergétique accru, tandis que la stimulation des chaperonnes et des processus de synthèse protéique suggère des impacts sur le métabolisme des protéines et celle des enzymes redox un stress oxydatif plus fort. Plusieurs protéines, surexprimées ou accumulées, interviendraient dans la tolérance au Cu chez M, en protégeant le métabolisme des protéines (HSP70, racines et feuilles) et en augmentant les mécanismes anti-oxydants (ascorbate péroxydases), de détoxification (GST et aldéhyde déshydrogénase) et de protéolyse (peptidase et protéasomes, racines).