"Flavonoid metabolites dye many plant organs such as flowers, fruits, seeds, leaves or tubers. Over the past 150 years, tracking flavonoid-related colour changes in plants has shaped the foundation of many modern biology questions. This includes ground-breaking discoveries such as Gregor Mendel’s law of inheritance (using white and purple pea flowers), Barbara McClintock’s identification of transposable elements (through her research on variably coloured maize kernels) or Carolyn Napoli’s description of co-suppression (based on her observations of altered and novel flower colouration in petunia). In recent decades, the intricate, diverse and finely tuned flavonoid pathway has been unravelled and the understanding of this pathway across various plant species owes much to the characterization of mutants disrupted in the biosynthesis, transport and storage of flavonoids that similarly displayed modified flower and seed pigmentation (Winkel-Shirley 2001; Koes et al. 2005; Lepiniec et al. 2006). The model plant A. thaliana provided a wealth of such mutants (transparent testa mutants, tt) exhibiting altered seedcoat colours (Fig. 1) (Koornneef 1990; Shirley et al. 1992; Lepiniec et al. 2006). Their characterization enabled researchers to associate genes or loci with flavonoid-related functions. However, although their visual and non-lethal phenotypes were easy to identify and offered insight into the disrupted gene functions, further investigation was required to confirm these functions. Beyond colour, to fully unravel this pathway, it has become essential to individually characterize the seed flavonoids, determine their spatial and temporal distribution, and their diversity. This laid the groundwork for validating locus functions, characterizing novel gene roles, and identifying as well as quantifying flavonoid accumulation in other plants".

One of MASC’s major goals is to strengthen international cooperation. Through the combined efforts promoted by MASC, more progress in Arabidopsis research is achieved and redundancy is reduced. Since 1990, Arabidopsis researchers and representatives from community projects and resources regularly report their progress and reccommend future directions in Arabidopsis research. Since 2002 the annual Multinational Arabidopsis Steering Committee (MASC) report is compiled by MASC chairs and coordinator and published at the International Conference on Arabidopsis Research (ICAR).

Dans une étude publiée dans The Plant Journal, l’équipe « Facteurs de Transcription et Architecture » de l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal - IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles) s’est intéressée aux réseaux génétiques contrôlant le développement des plantes et à leur reconfiguration. La manière dont ces réseaux peuvent être modulés entre différents organes au sein d’un même organisme, en particulier pour les gènes pléiotropes exerçant plusieurs fonctions, reste encore mal comprise.

Pour explorer cette question, l’équipe a étudié, par des approches génétiques et d’analyse d’expression des gènes, les interactions entre les facteurs de transcriptions NGATHA-LIKE (NGAL), CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC) et le cytochrome P450 KLUH dans différents organes de la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ils montrent ainsi que le module de régulation NGAL/CUC/KLUH est remanié de manière organe-spécifique. Par exemple, la régulation de la croissance dans les pétales dépend majoritairement de l’action des NGAL sur KLUH, tandis que dans les feuilles caulinaires, les gènes CUC et KLUH fonctionnent parallèlement en aval des NGAL. De façon intéressante, ces différences de dialogue génétique s’expliquent en partie par les patrons d’expression spatiale distincts des gènes CUC, KLUH et NGAL dans chaque organe, reflétant des contraintes ou des dynamiques développementales spécifiques.

Ce travail met ainsi en lumière une modulation et une reconfiguration des différents réseaux génétiques associés au module NGAL/CUC/KLUH. Cette flexibilité des réseaux de régulation facilite la pléiotropie génétique et contribue à l’innovation évolutive et à la robustesse développementale chez la plante.

-> Contact : patrick.laufs@inrae.fr

Plus d'informations sur le site de l'évènement

-> Contact : alice.vayssieres@inrae.fr

Seed development in Arabidopsis thaliana is largely controlled by a set of transcription factors (TFs) called LAFL, including LEAFY COTYLEDON 2 (LEC2). In this study, we investigated the structure/function relationships of the protein LEC2 outside the well-described B3 DNA-binding domain. The results presented here unveil the presence of transcription activation domains (ADs) within the unstructured ends of the protein that are conserved in eudicots. Expression in both yeast and moss protoplasts of deleted and mutated versions of LEC2 confirmed the transcriptional activity of these ADs. Surprisingly, the expression of LEC2 variants lacking their ADs restored a wild-type seed phenotype in lec2 mutant, showing that these ADs are not essential for LEC2 function in seed development. Moreover, ZmAFL2/ZmABI19, a maize B3 factor related to LEC2 but deprived of N-ter AD, can also complement lec2 seed phenotype and induce abnormal vegetative development when overexpressed in Arabidopsis, supporting this observation. This work suggests that LEC2 can act both as a classical transcriptional activator or without transactivation activity, probably through its interaction with the pioneer factor LEC1. Taken together, the results provide important insights into the function of the LAFL master regulators during seed development, from cell differentiation to storage accumulation in seed.

La plupart des vidéos des séminaires présentés au worshop Plant Sciences in the Anthropocene sont maintenant disponibles sur le fil Youtube de l’institut Pascal incluant une courte présentation du workshop par un “professionnel”.

Aujourd’hui considérés comme des déchets, les sous-produits de la biomasse (notamment générés par l’agriculture et l’agroalimentaire) présentent pourtant un potentiel intéressant.

Les graines de caméline (Camelina sativa) sont riches en huile et en acides gras d’intérêt pour la nutrition humaine et animale et différents secteurs industriels, notamment la production de biocarburant. Elles accumulent également de nombreux métabolites spécialisés (MS) jouant un rôle clé dans leurs interactions avec l’environnement. Malgré leur importance pour la qualité des graines et leur potentiel de valorisation industrielle, la distribution des MS ainsi que les protéines et gènes associés reste peu explorée dans les graines.

Dans un article récemment publié dans The Plant Journal, des membres des équipes SEED-DREAM et PHYGERM, de la plateforme Chimie & Métabolisme de l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal - IJPB (UPSaclay/INRAE/AgroParisTech, Versailles) et de la plateforme PROTEOGEN (Université de Caen Basse-Normandie) ont réalisé des analyses multi-omiques sur les tissus des graines (embryon et enveloppe & albumen) de caméline à différents stades de développement et de germination.

Les analyses métabolomiques (LC-MS/MS) ont notamment révélé des différences marquées dans la composition et la distribution spatiale des glucosinolates, des composés antinutritionnels impliqués dans la réponse aux stress biotiques, chez Camelina sativa, Arabidopsis thaliana et Brassica napus. Il a été montré que la distribution des glucosinolates variait selon la longueur de leur chaîne latérale, et les analyses transcriptomiques (RNA-seq) et protéomiques (LC-MS/MS) suggèrent que leur accumulation différenciée dans les tissus pourrait être liée à des mécanismes de transport.

Ces résultats offrent des connaissances précieuses pour le développement de cultures optimisées, favorisant une meilleure répartition des métabolites bénéfiques et toxiques afin d’améliorer le profil nutritionnel des graines.

-> Contact : massimiliano.corso@inrae.fr / lea.barreda@inrae.fr

Dans une étude publiée dans Journal of Experimental Botany, des chercheurs de l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal - IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles), de l’Institute for Agriculture and Forestry Systems in the Mediterranean (Catania, Italie) et des Royal Botanic Gardens - Kew, (Ardingly, Angleterre) ont étudié la biosynthèse de l’huile dans la graine de Cakile maritima, une espèce halophyte sauvage de la famille des Brassicacées.

En analysant indépendamment les deux tissus zygotiques de la graine, l'embryon et l'albumen, il a été démontré que l'embryon est le principal site d'accumulation de l’huile. Il est à noter que la composition en acides gras de l’huile diffère considérablement entre les tissus zygotiques. La moitié des acides gras de l'albumen sont des monoinsaturés de type oméga-7, qui sont largement absents de l'embryon. En revanche, l'embryon présente une induction plus forte des voies de biosynthèse des acides gras de type oméga-9 et polyinsaturés, ce qui reflète une régulation spécifique des gènes du métabolisme des acides gras dans chaque tissu. En outre, les graines collectées dans différentes niches écologiques le long d'un gradient latitudinal révèlent que la température environnementale affecte la composition en acides gras de l’huile, en particulier la proportion d'acides gras polyinsaturés dans l'embryon.

Ces résultats soulignent la diversité métabolique et le potentiel d'adaptation de C. maritima, dont la teneur en huile élevée des graines, associée à la capacité de la plante à prospérer dans des environnements salins avec un minimum d'apports, sont autant de caractéristiques particulièrement intéressantes dans une optique de diversification des cultures oléagineuses.

-> Contact : sebastien.baud@inrae.fr

Dans une étude parue dans mSystems, des scientifiques de l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal - IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles) ont étudié un monde encore méconnu : la « spermosphère ». Cette interface entre la graine en germination et l’environnement comporte une large diversité chimique et microbienne, directement façonnée par les molécules issues des métabolismes central et spécialisé que la graine libère dès l’imbibition.

En travaillant sur un panel de diversité génétique du haricot commun (Phaseolus vulgaris L.), les chercheurs ont analysé à la fois les métabolites libérés par les graines et les communautés de micro-organismes de la spermosphère. Ils ont découvert des métabolites exsudés par la graine, dont des acides aminés et dipeptides, des flavonoïdes et des terpènes, chacun pouvant influencer les micro-organismes qui s’installent autour de la graine. Ainsi, ils ont pu caractériser des dizaines de familles de bactéries et de champignons. Comme une véritable architecte, la graine crée donc son propre environnement, en fonction de son identité génétique et de son environnement de production. Ces échanges métaboliques entre la graine en germination et sa cohorte microbienne sont essentiels car ils contribuent à la santé et à la qualité physiologique de la future plante.

Cette découverte change notre regard. Les résultats révèlent que la graine ne subit pas passivement son environnement, mais contribue activement à façonner la communauté microbienne qui l’entoure. Ces travaux ouvrent la voie à de nouvelles stratégies de sélection variétale et au développement de traitements bio-inspirés pour améliorer la vigueur des semences. Ils participent également à l’émergence de pratiques agricoles plus durables, en misant sur la compréhension fine des alliances invisibles entre graines, molécules et microbes.

-> Contact : massimiliano.corso@inrae.fr / loic.rajjou@agroparistech.fr / chandrodhay.saccaram@inrae.fr

La reproduction sexuée est une source majeure de diversité génétique, au cours de laquelle les chromosomes homologues (parentaux) sont alternativement associés (fécondation), puis séparés (méiose). Pour que la séparation des chromosomes en méiose soit équilibrée, les chromosomes doivent se reconnaître et s’associer en paires (bivalents). Toute perturbation de cette association peut provoquer des problèmes de stérilité ou des anomalies chromosomiques majeures. La formation des bivalents s’accompagne d’une dynamique chromosomique caractéristique, impliquant leur ancrage à l’enveloppe nucléaire et des mouvements intenses au sein du nucléoplasme.

Dans une étude publiée dans Nature Plants, des scientifiques de l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal - IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles) ont identifié chez Arabidopsis thaliana, le complexe protéique transmembranaire qui permet cet accrochage des chromosomes à l’enveloppe nucléaire. Ce complexe est composé de plusieurs protéines de l’enveloppe nucléaire (protéines à domaines SUN constitutives et une protéine à domaine KASH spécifique de la méiose) ainsi que d’une kinésine méiotique, susceptible d’établir un lien avec les microtubules. L’absence de chacune de ces protéines aboutit à des défauts d’attachement des chromosomes à l’enveloppe nucléaire, à une absence complète de mouvement des chromosomes, à des défauts de formation des bivalents et à une stérilité marquée des plantes. Ces défauts ont été associés à des altérations profondes de la recombinaison méiotique, caractérisées par une distribution anormale des événements de recombinaison au sein du génome.

Ces résultats représentent les premières données sur le mécanisme gouvernant la dynamique des chromosomes pendant la prophase méiotique des plantes. Ils ouvrent la voie à de nouvelles investigations qui devront élucider les régulations moléculaires précises de ce processus et déterminer dans quelle mesure ces mécanismes sont conservés entre espèces.

Légende Figure : Attachement défectueux des télomères dans les mutants du complexe LINC méiotique. Les télomères sont représentés par des sphères roses (lorsqu’ils sont localisés à l’enveloppe nucléaire) ou bleues (lorsqu’ils se trouvent dans le nucléoplasme). Panneau du haut : méiocytes d’A. thaliana avec immunolocalisation des axes chromosomiques (en vert et violet). Panneau central : télomères. Panneau du bas : télomères, enveloppe nucléaire (grande sphère transparente) et nucléole (petite sphère).

-> Contact : mathilde.grelon@inrae.fr

This Summer School is organized by the Saclay Plant Sciences (SPS) network, one of the largest European plant sciences communities, and will be hosted by the cytology and imaging platform of the Institut Jean Pierre Bourgin - Plant Sciences in Versailles.

Microscopy is a fundamental tool for understanding the functioning of plants at the cellular to molecular scale. Recent technological advances (super-resolution, fluorescence lifetime imaging, biosensors...) now make it possible to address new scientific questions. This Summer School will provide theoretical and practical insights into these aspects for 20 outstanding and enthusiastic PhD students or young postdoctoral researchers divided in small groups. Participants will have the opportunity to discuss the advantages and disadvantages of different modalities, sample preparation, image acquisition, and data processing throughout the week.

 

The Summer School will include:

> A set of theoretical lectures (~9 hours) on the major issues in advanced imaging. The lectures will be given by experts in the field, who will be available for discussions during the Summer School, giving the participants an insight into the latest research findings and identifying key open questions in the field.

> A set of practical sessions (~24 hours + Restitution) to tackle real-life approaches on plant samples and compare different modalities of conventional confocal microscopy, super-resolution and fluorescence lifetime analysis. All Summer School participants will have access to all practical sessions, in groups of 3 or 4, with one (or more) expert per system. Given the advanced technologies covered, the Summer School is aimed at PhD students or young post-docs who already have practical experience in confocal microscopy. At the end of the Summer School, the experiences of all participants will be confronted in a general discussion, to expose the differences and possible advantages of the imaging technologies approached.

> Participant flash-talks and poster session (5 hours)

> Social activities

 

This intensive and varied one-week program will allow many opportunities to discuss with speakers and fellow participants.

 

Deadline for application: March 4, 2025 (midnight)

Les plateformes omiques végétales du plateau de Saclay organisent les 23 et 24 juin 2025 un colloque dédié aux approches qu’elles développent : "Les Journées des Omiques Végétales".

Ces journées, qui se dérouleront cette année pour la première fois à l'IDEEV, sont ouvertes à toutes les personnes intéressées par ces approches et les outils développés par nos plateformes.

Ce colloque sera articulé autour de présentations entre le 23 juin après-midi et le 24 juin, couvrant les différentes technologies proposées par les plateformes, des projets innovants menés par des utilisateurs en collaboration avec nos plateformes et aussi les derniers développements technologiques du domaine. Une visite des Plateformes et des discussions avec leurs membres vous sont proposées le 24 juin après-midi.

Peer Community in Plants