TD 2 : Distribution des photoassimilats dans la plante Transports et mouvements chez les végétaux LMD-S4 2012-2013 TD 2 : Distribution des photoassimilats dans la plante Dunant et al., 2008

Hypothèse du modèle de Fischer : le chargement du phloème est dépendant de la pression de turgescence: la vitesse de transport est fonction de la demande exercée par les puits Source : feuille de blé chloroplastes eau Suc Chargement des glucides dans les tubes criblés de l’organe source Accroissement de la concentration en soluté Augmentation du potentiel osmotique Favorise l’entrée d’eau Création d’un pression de turgescence due à cette entrée d’eau Mouvement de l’eau et des sucres vers les organes puits Lorsque les glucides sont déchargés dans les puits : eau quitte les puits L’eau continuera de circuler de la source vers le puits : transport passif des assimilats Complexe cellule compagne (cc)/ tube criblé (SE) Fisher Model of macromolecular transport and features of phloem. Le chargement du phloème est dépendant de la pression de turgescence: la vitesse de transport est fn de la demande exercée par les puits Forte demande du puits rapide téléchargement du TC/CC puis diminution de la concentration en solutés soit diminution de la turgescence des éléments conducteurs près des puits . Ceci stimule le chargement du phloème à la source pour contrecarrer la diminution de pression et maintenir le gradient permettent l'écoulement sous pression ce qui stimule le flux vers les puits. Ref: Thompsom and Schulz trends in plant Sc. 1999, vol4, n9, Macromolecular trafficking in the phloem Suc noyau eau grain d'amidon gdt de pression Puits : grain de blé

Etude d’un transporteur du saccharose: la protéine s64 du soja (SBP) Fig.1: Construction sens et antisens d’un transporteur du saccharose, la protéine SBP Fig.2: Morphologie des plantes transgéniques de tabac sens SBP (S) et antisens SBP (AS) après 4 semaines de croissance (A) ou 8 semaines de croissance. (B). Plantes « sens, S » Plantes « antisens, AS » - Croissance/ développement plus importante des plantes S/AS - Floraison retardée chez les plantes AS SBP impliquée dans le développement de la plante

Etude d’un transporteur du saccharose: la protéine s64 du soja (SBP) Fig.4: Analyse par western blot de la protéine SBP Fig.3: Analyse par PCR du gène SBP Les plantes transgéniques S et AS contiennent respectivement le gène SBP Plus forte expression de la protéine SBP chez les plantes S/C et AC (protéine endogène chez le tabac hortologue à SBP) SBP du soja est exprimée de façon post transcriptionelle chez les lignées de tabac S. La construction AS n’éteint pas tous les gènes orthologues à SBP chez le tabac.

Etude d’un transporteur du saccharose: la protéine s64 du soja (SBP) - Modification de la photosynthèse, de la transpiration foliaire et des échanges respiratoires chez les 2 lignées transgéniques. Activités photosynthétique et transpiratoire légèrement réduites chez les plantes AS/C et plus élevée chez les plantes S/C et AS. Forte diminution des échanges gazeux (entrée de CO2) chez les plantes AS. Accumulation de SBP augmente le transport du saccharose inhérent à l’augmentation des activités photosynthétiques. Fig.5: Analyse physiologique des plantes transgéniques S et AS.

Etude d’un transporteur du saccharose: la protéine s64 du soja (SBP) Augmentation de la teneur en amidon (A) chez les feuilles AS/C et S. Réduction de la teneur en saccharose (B) chez les lignées AS/C et S mais pas de variation chez les lignées S/C. Diminution de la teneur en sucres réducteurs chez les lignées S/C Accumulation de SBP favorise une bonne efficacité de transport du saccharose des feuilles vers les organes puits . SBP piégerait/fixerait le saccharose inhibant ainsi son hydrolyse en sucres réducteurs. Fig. 6: Concentration en amidon (A), en saccharose (B) et sucres réducteurs (C).

Etude d’un transporteur du saccharose: la protéine s64 du soja (SBP) Activité invertase pariétale au niveau foliaire connue pour induire une réduction du transport du saccharose des organes sources vers organes puits. Augmentation importante de l’activité invertase pariétale (CWI) et vacuolaire chez feuilles AS/S. Activité CWI relativement constante chez les feuilles S/C et activité VI légèrement plus élevée/C . - La teneur en SBP altère l’activité invertase. - SBP fixe et transporte le saccharose empêchant ainsi son hydrolyse. Fig. 7: Activité invertase pariétale (A) et vacuolaire (B).

Conclusion Plante « sens SBP » (S) Plante « antisens SBP » (AS) Croissance et développement plus rapide/C Croissance et développement retardé/AS et C Activité photosynthétique Echanges gazeux Organes sources Amidon Cte Saccharose Activité invertase Sucres solubles Transport longue distance via SBP Développement/ croissance des organes puits