Relationship between asparagine metabolism and protein concentration in soybean seed

Nous avons étudié la relation entre le métabolisme de l’asparagine et la concentration de protéines dans la graine de soja. Le phénotypage d’une population de lignées autogames recombinantes adaptées aux conditions de culture de l’Illinois a permis de confirmer l’existence d’une corrélation positive entre la concentration d’asparagine libre dans les graines en développement et la concentration de protéines à maturité. L’analyse d’une seconde population de lignées autogames recombinantes adaptées aux conditions de culture de l’Ontario a permis de mettre en évidence une association entre le caractère déterminant la concentration élevée d’asparagine libre et deux des quatre locus de caractères quantitatifs déterminant la variation dans la population de la concentration de protéines, et notamment un locus important du chromosome 20 (groupe de liaison I) qui a été signalé chez de nombreuses populations. Dans le tégument de la graine, la concentration d’asparagine synthétase était élevée lorsque le poids de la graine a atteint 50 mg et a progressivement baissé, jusqu’à ce que le poids de la graine atteigne 150 mg, ce qui laisse penser que les assimilats azotés sont pré‑conditionnés durant les premiers stades du développement pour que la concentration d’asparagine dans l’embryon puisse être élevée. La concentration d’asparaginase B1 a évolué dans le sens contraire : elle était faible lorsque le poids de la graine était de 50 mg, et elle s’est progressivement élevée jusqu’à ce que le poids de la graine atteigne 150 mg, parallèlement avec une phase active d’accumulation de réserves. Chez une paire de cultivars génétiquement apparentés, une concentration et une activité d’asparaginase B1 environ deux fois supérieures dans le tégument de la graine ont été associées à une concentration élevée de protéines, ce qui dénote un flux d’azote accru. L’analyse de l’expression des transcrits a permis d’attribuer cette différence à un gène particulier d’asparaginase, le gène ASPGB1a. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les processus qui déterminent la concentration de protéines dans la graine de soja.