Rôle de la signalisation par les espèces réactives de l'oxygène dans la germination et la levée de dormance des semences

Seed dormancy alleviation and oxidative signaling

EA 2388 Physiologie des Semences, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, Le Raphaël, site d'Ivry, boîte 152, 4 place Jussieu, 75005 Paris, France

Reçu : 20 Décembre 2007

Résumé

Les progrès récents dans la compréhension des voies de signalisation chez les plantes ont conduit à considérer des espèces réactives de l'oxygène (ROS, reactive oxygen species) comme étant l'un des principaux acteurs de la régulation de la germination et la dormance des semences. L'accumulation des ROS au cours du stockage au sec et de l'imbibition des semences jouerait un rôle dans le contrôle des événements cellulaires impliqués dans la réalisation de la germination. Nous montrons que l'accumulation de ROS est associée à la carbonylation spécifique de protéines altérant ainsi certaines activités enzymatiques pendant la germination ou facilitant la dégradation des protéines de réserve par le protéasome. La dormance serait donc en partie contrôlée par l'oxydation de protéines. Les ROS peuvent également agir comme un signal de levée de dormance des semences grâce à d'autres mécanismes comme le contrôle de l'état d'oxydoréduction cellulaire et l'activation de facteurs de transcription. Leur interaction avec l'acide abscissique et les gibbérellines est également évoquée et un nouveau mécanisme de contrôle de la dormance par le dialogue ROS-hormones est proposé.

Abstract

Recent advances in plant physiology signaling pathways have led to consider reactive oxygen species (ROS) as being key actors in the regulation of germination and dormancy. ROS accumulation during seed dry storage or during their imbibition would trigger cellular events controlling the realization of germination. We show that ROS accumulation triggers specific carbonylation of proteins thus modifying the occurrence of enzyme-mediated reactions during germination or facilitating reserve protein degradation through the proteasome. This suggests that dormancy is in part controlled by protein oxidation. ROS can also act as a positive signal in seed dormancy release through their effect on other mechanisms such as the control of the cellular redox status and the activation of transcription factors. Their interaction with abscisic acid and gibberellins is also evoked and a new mechanism of dormancy regulation in which ROS crosstalk with hormonal pathways is proposed.