Differential response to sulfur nutrition of two common bean genotypes differing in storage protein composition

On a émis l’hypothèse que les concentrations plutôt basses d’acides aminés sulfureux dans les graines de légumineuses pourraient être une adaptation écologique aux sols marginaux, pauvres en nutriments. Les protéines de réserve des graines des lignées génétiquement apparentées du haricot commun (Phaseolus vulgaris) SARC1 et SMARC1N‑PN1 ont des compositions différentes. Chez la lignée SMARC1N‑PN1, l’absence de phaséoline et des lectines majeures est compensée par une teneur accrue en protéines riches en soufre ce qui produit une concentration accrue de cystéine et de méthionine, principalement au détriment de la S‑méthyl‑cystéine, un abondant acide aminé non protéique. Afin de déterminer les effets possibles d’une concentration accrue d’acides aminés sulfureux dans la réserve de protéines, nous avons évalué dans des conditions contrôlées, la réaction des deux génotypes à un apport faible ou élevé en soufre. Le rendement des graines SMARC1N‑PN1 a été accru par un traitement à forte teneur en sulfate. Le traitement au soufre a modifié les concentrations de soufre, sulfate et de S‑méthyl‑cystéine dans les graines des deux génotypes. Les concentrations de cystéine totale et des globulines extractibles ont particulièrement augmenté dans les graines de la lignée SMARC1N‑PN1. L’analyse protéomique a révélé que des conditions de forte teneur en soufre produisaient des concentrations accrues de la protéine 4 proche de l’arceline, de la lipoxygénase‑3, de l’albumine‑2 et de la chaîne bêta inhibitrice de l’alpha‑amylase. L’accumulation de lipoxygénase‑3 ne modifiait l’apport en soufre que chez les graines de la lignée SMARC1N‑PN1. En culture sur le terrain, les haricots SARC1 et SMARC1N‑PN1 ont montré une légère augmentation de rendement après le traitement au soufre, ce qui est typique du haricot commun.