Mario Houde

Le stress oxydatif est une réponse commune à divers stress biotiques et abiotiques tels la chaleur, le froid, la lumière intense, la sécheresse, le choc osmotique, les blessures, les radiations UV, l'ozone, l'aluminium (Al) et les pathogènes. Une meilleure compréhension des bases moléculaires et des mécanismes de régulation impliqués dans la tolérance à ce stress permettra de développer des stratégies pour mieux préparer les plantes à confronter d'autres stress. Nous étudions les réponses moléculaires dans différents modèles physiologiques et génétiques chez le blé. Les réponses des plantes sensibles et tolérantes à l'Al démontrent que plusieurs voies physiologiques et biochimiques sont affectées. La localisation cy­togénétique de plusieurs gènes qui in­terviennent dans la tolérance à l'Al a été effectuée chez l'orge et le blé. Les observations antérieures indi­quent que la tolérance à l'Al est régie par plusieurs gènes à effets additifs. Toutefois, les bases moléculaires de cette tolérance ne sont pas élucidées. L'utilisation de différentes variétés de blé possédant des degrés variables de tolérance facilitera l'étude des bases génétiques et moléculaires de la tolérance et de la toxicité à l'Al et au stress oxydatif. Nous utilisons les approches suivantes. (1) Étude comparative de l'expression génétique entre différentes lignées de blé tolérant à l'Al ou d'autres stress tel le froid. 2) Isolation d'ADNc spécifiques à partir de librairies préparées avec les ARNm de blé tolérant. (3) Caractérisation des gènes isolés en établissant une relation entre le niveau d'expression et la tolérance. (4) Analyse fonctionnelle des gènes isolés par expression chez Arabidopsis et chez le blé.

L'utilisation de biopuces d'ADN a permis de montrer que l'expression de plusieurs des gènes inhibés ou activés par l'Al et le froid est similaire à l'expression des gènes lorsque les plantes sont soumises à un stress oxydatif. Notre hypothèse principale est que la tolérance au stress oxydatif requiert la régulation de processus métaboliques clés permettant aux plantes de maintenir leur homéostasie énergétique et améliorer leur adaptabilité face aux divers stress. Certains facteurs de transcription associés à la tolérance à l'Al font partie d'une famille de gènes zinc fingers impliqués dans la réponse au stress oxydatif chez Arabidopsis. Plusieurs membres de cette famille répondent à divers stress oxydatifs chez le blé et ils jouent un rôle de facteur de transcription pouvant réguler l’expression de divers gènes. Certains enzymes clés tel la glutathion S-transférase pourraient jouer des rôles importants dans l'homéostasie de la plante soumise à un stress. De plus, les découvertes récentes montrent que de petits ARN tels les miARN sont d'importants régulateurs de l'expression génétique. L'identification de tels régulateurs est un de nos objectifs.

En bref, le but de notre recherche est d'exploiter la variabilité de tolérance à l'Al et au stress oxydatif entre différentes variétés de blé afin d'isoler des gènes susceptibles d'améliorer la tolérance aux stress. La fonction de ces gènes sera caractérisée plus en détail par la sous-expression ou par la surexpression chez des plantes transgéniques. L’identification des gènes les plus importants pour améliorer le stress oxydatif permettra aux sélectionneurs d’utiliser ces gènes comme marqueurs moléculaires pour identifier les plantes les mieux adaptées dans les programmes de croisements génétiques.