Identification d'un gène clé permettant la germination des graines de tomate dans des conditions de température élevée

Identification d'un gène clé permettant la germination des graines de tomate dans des conditions de température élevée

Université de Tsukuba*

Image : Mariana Serdynska/Shutterstock

Des chercheurs de l'Université de Tsukuba ont démontré que des mutants de tomates dépourvus du gène SlIAA9, un répresseur de la signalisation de l'auxine impliqué dans la régulation de la germination des graines, conservent non seulement une capacité de germination élevée dans des conditions de température élevée, mais présentent également une croissance vigoureuse après la germination. De plus, les mécanismes moléculaires et physiologiques sous-jacents à cette résilience accrue à la chaleur ont été élucidés. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives pour l'amélioration génétique de variétés de tomates tolérantes à la chaleur.

Tsukuba, Japon – Lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées pendant une période prolongée, les graines de tomate ne parviennent souvent pas à germer correctement, ce qui entraîne un mauvais établissement des plantules et une croissance réduite par la suite. Le stade de germination est particulièrement vulnérable au stress thermique, car des températures élevées peuvent induire une thermodormance ou une thermo-inhibition, empêchant la germination même après le retour à des conditions favorables. Dans cette étude, les chercheurs ont étudié SlIAA9, un gène qui réprime la transcription sensible à l'auxine et module les voies hormonales impliquées dans la germination. Afin d'évaluer son rôle dans la tolérance au stress thermique, les réponses de germination dans des conditions de haute température ont été comparées entre des tomates de type sauvage et deux lignées mutantes indépendantes présentant une perte de fonction de SlIAA9.

Les résultats ont montré que l'exposition à des températures élevées réduisait considérablement les taux de germination chez les tomates de type sauvage, s'accompagnant d'un raccourcissement des pousses et des racines et d'une fréquence élevée de plantules présentant une morphologie anormale. En revanche, les deux lignées mutantes SlIAA9 n'ont montré qu'une baisse minime, voire nulle, du taux de germination sous stress thermique et ont développé des plantules largement normales. De plus, les mutants ont présenté une expression accrue des gènes codant pour des enzymes antioxydantes qui détoxifient les espèces réactives de l'oxygène, lesquelles s'accumulent lors du stress thermique, ainsi qu'une induction renforcée de HSP70, une protéine de choc thermique qui protège les protéines cellulaires des dommages induits par la chaleur.

Une analyse plus approfondie a révélé que la réactivité à l'acide abscissique, une hormone qui renforce la dormance des graines et inhibe la germination, était atténuée chez les mutants SlIAA9 soumis à un stress thermique. Parallèlement, les gènes impliqués dans la biosynthèse de l'éthylène, une voie qui favorise la germination et la récupération post-stress, étaient plus fortement activés dans les graines mutantes que dans les graines de type sauvage. On pense que ces changements coordonnés dans l'expression des gènes hormonaux et sensibles au stress sont à l'origine de la capacité accrue des graines mutantes SlIAA9 à germer dans des conditions de température élevée. Collectivement, ces résultats identifient SlIAA9 comme un régulateur négatif de la résilience thermique des graines chez la tomate. La modulation ciblée de la fonction de SlIAA9 pourrait donc constituer une stratégie génétique prometteuse pour la sélection de variétés capables d’une germination stable et d’une croissance précoce dans des environnements où les températures sont de plus en plus élevées.

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Cette recherche a été soutenue par le Partenariat de Recherche Scientifique et Technologique pour le Développement Durable (SATREPS), en collaboration avec l’Agence Japonaise des Sciences et des Technologies (JST, JPMJSA2207) et l’Agence Japonaise de Coopération Internationale (JICA).

Article original

SlIAA9 mutation enhances tomato seed resilience to heat stress (la mutation SlIAA9 améliore la résilience des graines de tomate au stress thermique), Plant Physiology and Biochemistry, DOI: 10.1016/j.plaphy.2026.111103

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* Source : Identification of a Key Gene That Enables Tomato Seed Germination under High-Temperature Conditions | Research News - University of Tsukuba