Analyse post-génomique de la tolérance à la dessiccation

Postgenomic analysis of desiccation tolerance

¹ INRA, UMR 1191, Physiologie moléculaire des semences, IFR 149 QUASAV, 49045 Angers, France
² Agrocampus Ouest, UMR 1191, Physiologie moléculaire des semences, IFR 149 QUASAV, 49045 Angers, France

Reçu : 10 Janvier 2008

Résumé

La tolérance à la dessiccation (TD) est la propriété de survivre à un retrait total de l'eau cellulaire sans dégâts irréversibles. Apparue très tôt au cours de l'évolution, elle confère aux organismes secs la capacité de survivre à des conditions extrêmes de l'environnement pendant une durée allant de quelques années à plusieurs siècles. L'objectif de cet article est de présenter les apports récents des approches en "postgénomique" sur les différents modèles et d'apporter des éléments de réponse à la question de savoir si les attributs moléculaires nécessaires à la survie à l'état sec sont communs à tous les anhydrobiotes. Le répertoire minimal de mécanismes impliqués dans la tolérance à la dessiccation est l'accumulation de sucres non-réducteurs et polyols, l'accumulation de protéines LEA et la répression coordonnée du métabolisme. Les mécanismes de protection offerts par ces processus sont décrits. Il est fort probable que d'autres facteurs inconnus jusqu'à présent sont également nécessaires au vu de la forte proportion de gènes impliqués dans la TD dont la fonction est inconnue. Les similitudes entre réponses au déficit hydrique et à la dessiccation sont brièvement envisagées.

Abstract

Desiccation tolerance is the capacity to survive complete drying. It is an ancient trait that can be found in prokaryotes, fungi, primitive animals (often at the larval stages), whole plants, pollens and seeds. In the dry state, metabolism is suspended and the duration that anhydrobiotes can survive ranges from years to centuries. Whereas genes induced by drought stress have been successfully enumerated in tissues that are sensitive to cellular desiccation, we have little knowledge as to the adaptive role of these genes in establishing desiccation tolerance at the cellular level. This paper reviews postgenomic approaches in a variety of desiccation tolerant organisms in which the genetic responses have been investigated when they acquire the capacity of tolerating extremes of dehydration or when they are dry. Accumulation of non-reducing sugars, LEA proteins and a coordinated repression of metabolism appear to be the essential and universal attributes that can confer desiccation tolerance. The protective mechanisms of these attributes are described. Furthermore, it is most likely that other mechanisms have evolved since the function of about 30% of the genes involved in desiccation tolerance remains to be elucidated. The question of the overlap between desiccation tolerance and drought tolerance is briefly addressed.