1. Protein farnesylation is involved in nitrogen starvation adaptation in Arabidopsis
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Léo Bellenger, Eric Ducos, Muriel Feinard-Duranceau, Cécile Vincent-Barbaroux, Arnaud Lanoue, Marianne Unlubayir, Cécile Abdallah, Nathalie Pourtau, Benoit Porcheron, Anne Marmagne, Alexandra Launay-Avon, Christine Paysant Le Roux, Louis-Valentin Méteignier, Olivier Pichon, Christelle Dutilleul, Biomolécules et biotechnologies végétales (BBV EA 2106), Université de Tours (UT), Équipe de Recherche Contextes et Acteurs de l'Éducation (ERCAE), Université d'Orléans (UO), Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures (LBLGC), Université d'Orléans (UO)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie et biologie des interactions (EBI), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), 'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation' French Ministry, Region Centre-Val de Loire (PHD), and ANR-17-EURE-0007,SPS-GSR,Ecole Universitaire de Recherche de Sciences des Plantes de Paris-Saclay(2017)
- Subjects
Protein farnesylation ,ERA1 ,[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology ,Primary metabolism ,Nutritional stress ,Plant Science ,Nitrogen deprivation ,Agronomy and Crop Science ,Ecology, Evolution, Behavior and Systematics - Abstract
International audience; Nitrogen is an important element that controls plant growth and yield. Recently we showed that protein farnesylation is involved in nitrate-driven root architecture organization in Arabidopsis. In this study, we aimed to deeper investigate the role of this post-translational maturation in plant responses to nitrogen, by studying the metabolic and phenotypic adaptations of the era1.8 mutant (enhanced response to abscisic acid 1; i.e. lacking protein farnesylation activity) to various NH4NO3 supplies. WT and era1.8 plants were grown on low-nitrogen substrate supplemented with 0, 2 or 10 mM NH4NO3, and were analyzed for biomass production and carbonand nitrogen-related metabolites. Our results showed that compared to WT, era1.8 developed exacerbated responses to N starvation, i.e. a higher root/shoot ratio, a higher anthocyanins content and a higher carbon/nitrogen ratio. Moreover, transcriptomic analyzes revealed an over-expression of several genes related to nitrogen starvation adaptation in era1.8 and pointed out two genes encoding uncharacterized farnesylated proteins. At 2 and 10 mM NH4NO3, although the era1.8 mutant displayed a higher biomass, its metabolism and gene expression are comparable to that of WT. Overall, our results show that era1.8 develops exacerbated responses to nitrogen starvation with specific metabolic balances, highlighting that protein farnesylation participates to plant adaptation to nitrogen nutritional stress.
- Published
- 2023