Analyse protéomique de la tolérance au gel chez le trèfle rouge (Trifolium pratense L.).

Citation

Bertrand, A., Bipfubusa, M., Castonguay, Y., Rocher, S., Szopinska-Morawska, A., Papadopoulos, Y. et Renaut, J. 2016. A proteome analysis of freezing tolerance in red clover (Trifolium pratense L.). BMC Plant Biology.

Résumé en langage clair

L’amélioration de la tolérance au gel du trèfle rouge (Trifolium pratense L.) permettrait d’accroître son taux de survie aux conditions hivernales difficiles. Dans le cadre de la présente étude, nous avons évalué la tolérance au gel et avons comparé la composition protéomique de plantes non acclimatées et de plantes acclimatées au froid provenant des populations TF0 et de populations TF3 et TF4 respectivement obtenues après trois et quatre cycles de sélection phénotypique récurrente visant une tolérance supérieure au gel, à partir de deux sources initiales de trèfle rouge, soit les cultivars Endure (E-TF0) et Christie (C-TF0). Les plantes ont été endurcies aux variations naturelles des températures atmosphériques et des températures du sol durant l’automne et l’hiver dans une serre non chauffée. La tolérance au gel, exprimée en termes de température létale pour 50 % des plantes (LT50), a augmenté considérablement après l’endurcissement au froid et est passée de -2 à -16 °C. Une augmentation significative (2 à 3 °C) de la LT50 a été obtenue après quatre cycles de sélection récurrente. Nous avons fait appel à l’électrophorèse sur gel bidimensionnelle (DIGE) fondée sur l’étiquetage par fluorochromes et la séparation par électrophorèse bidimensionnelle pour étudier les variations de l’abondance des protéines. Une analyse en composantes principales fondée sur les résultats de la DIGE a révélé que la majeure partie de la variabilité au sein de l’ensemble de données sur les protéines était attribuable au traitement d’acclimatation au froid. Les deux sources génétiques (E et C), qui étaient regroupées à l’état non acclimaté, étaient différenciées après l’acclimatation au froid. Nous avons identifié par spectrométrie de masse les protéines dont l’abondance a connu une variation après l’acclimatation au froid, entre les sources génétiques et dans le cadre de la sélection. La hausse marquée des protéines de réserve des organes végétatifs (VSP) et des déhydrines était parmi les changements les plus frappants de la composition protéomique du collet chez les plantes acclimatées au froid. L’abondance d’un sous-ensemble de protéines a varié en fonction de la sélection, notamment une déhydrine de type KS dont l’abondance a augmenté chez les populations TF3 et TF4 comparativement à la TF0 chez les plantes issues de Endure. Nos observations donnent à penser que la variation de la tolérance au gel chez les deux groupes issus de sources génétiques distinctes est associée à des changements communs et à des changements spécifiques au niveau des compléments protéiques associés à l’acclimatation au froid.

Résumé

L’amélioration de la tolérance au gel du trèfle rouge (Trifolium pratense L.) permettrait d’accroître le taux de survie de celui-ci aux conditions hivernales difficiles. Dans le cadre de la présente étude, nous avons évalué la tolérance au gel et avons comparé la composition protéomique de plantes non acclimatées et de plantes acclimatées au froid provenant des populations TF0 et de populations TF3 et TF4 respectivement obtenues après trois et quatre cycles de sélection phénotypique récurrente visant une tolérance supérieure au gel, à partir de deux sources initiales de trèfle rouge, soit les cultivars Endure (E-TF0) et Christie (C-TF0). Les plantes ont été endurcies aux variations naturelles des températures atmosphériques et des températures du sol durant l’automne et l’hiver dans une serre non chauffée. La tolérance au gel, exprimée en termes de température létale pour 50 % des plantes (LT50), a augmenté considérablement après l’endurcissement au froid et est passée de -2 à -16 °C. Une augmentation significative (2 à 3 °C) de la LT50 a été obtenue après quatre cycles de sélection récurrente. Nous avons fait appel à l’électrophorèse sur gel bidimensionnelle (DIGE) fondée sur l’étiquetage par fluorochromes et la séparation par électrophorèse bidimensionnelle pour étudier les variations de l’abondance des protéines. Une analyse en composantes principales fondée sur les résultats de la DIGE a révélé que la majeure partie de la variabilité au sein de l’ensemble de données sur les protéines était attribuable au traitement d’acclimatation au froid. Les deux sources génétiques (E et C), qui étaient regroupées à l’état non acclimaté, étaient différenciées après l’acclimatation au froid. Nous avons identifié par spectrométrie de masse les protéines dont l’abondance a connu une variation après l’acclimatation au froid, entre les sources génétiques et dans le cadre de la sélection. La hausse marquée des protéines de réserve des organes végétatifs (VSP) et des déhydrines était parmi les changements les plus frappants de la composition protéomique du collet chez les plantes acclimatées au froid. L’abondance d’un sous-ensemble de protéines a varié en fonction de la sélection, notamment une déhydrine de type KS dont l’abondance a augmenté chez les populations TF3 et TF4 comparativement à la TF0 chez les plantes issues de Endure. Nos observations donnent à penser que la variation de la tolérance au gel chez les deux groupes issus de sources génétiques distinctes est associée à des changements communs et à des changements spécifiques au niveau des compléments protéiques associés à l’acclimatation au froid.

Date de publication

2016-07-06

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