Advances in plant proteomics toward improvement of crop productivity and stress resistance

Les stress abiotiques et biotiques restreignent la croissance et le développement des plantes, ce qui a une incidence négative sur la production des cultures. Les végétaux ont acquis des mécanismes d’adaptation pour combattre des stress précis et peuvent également déclencher des réponses simultanées à des combinaisons de stress abiotiques et d’infections de pathogènes. L’efficacité des réponses adaptatives induites par le stress dépend de l’activation de voies de signalisation moléculaire et de réseaux intracellulaires par la modulation de l’expression, ou de l’abondance, et/ou la modification post-transcriptionnelle de protéines principalement associées aux mécanismes de défense. Dans le cadre de notre analyse, nous résumons des études protéomiques et évaluons leur contribution à la compréhension des mécanismes de réponse au stress chez différents organes et tissus de plantes. Des techniques de pointe d’analyse protéomique quantitative ont permis d’améliorer la couverture des protéomes et des sous-protéomes à partir de petites quantités de matériel de départ, et de caractériser les modifications post­transcriptionnelles ainsi que les interactions protéine-protéine à l’échelle cellulaire. Des données détaillées ont ainsi été obtenues sur les mécanismes de régulation spécifiques des organes et des tissus qui sont activés en présence de facteurs de stress précis ou de combinaisons de facteurs de stress durant le cycle vital des végétaux. Nous analysons plus particulièrement les réseaux de signalisation spécifiques des tissus, situés dans différents organites, qui interviennent dans la plasticité physiologique et les mécanismes d’adaptation liés au stress, comme l’efficacité photosynthétique, la fixation symbiotique de l’azote, la croissance des plantes ainsi que la tolérance et les réponses communes aux stress environnementaux. Nous faisons également le point sur les progrès de la protéomique appliquée aux principales plantes cultivées et analysons les difficultés et les limites actuelles qui sont inhérentes aux techniques protéomiques et à l’interprétation des données concernant les organismes non modèles. Nous examinons enfin les avenues de recherche futures dans le domaine de la protéomique en vue de l’amélioration des plantes cultivées.