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Interplay between Jasmonic Acid, Phosphate Signaling and the Regulation of Glycerolipid Homeostasis in Arabidopsis

Authors :
Laura Cuyas
Florian Chevalier
Maryse A. Block
Serge Chiarenza
Valï Rie Gros
James Whelan
Juliette Jouhet
Laurent Nussaume
David Secco
Khawla Seddiki
Eric Maréchal
LIPID
Physiologie cellulaire et végétale (LPCV)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Plant Environmental Physiology and Stress Signaling (PEPSS)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Centre Mondial de l'Innovation
Agro Innovation International
Australian Research Council Centre of Excellence in Plant Energy Biology, Department of Animal, Plant and Soil Sciences
French National Research Agency (ANR) ANR-13-ADAP-0008
GRAL Labex ANR-10-LABEX-04
Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology
Glyco@ Alps Cross Disciplinary Program from IDEX UGA
ANR-10-LABX-0004,CeMEB,Mediterranean Center for Environment and Biodiversity(2010)
ANR-13-ADAP-0008,Reglisse,Régulation de l'interconversion des glycérolipides chez les plantes en réponse aux variations environnementales(2013)
Signalisation de l'Adaptation des Végétaux à l'Environnement (SAVE)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
ANR–10–LABEX–04 ,GRAL,Labex
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Source :
Plant and Cell Physiology, Plant and Cell Physiology, 2019, 60 (6), pp.1260-1273. ⟨10.1093/pcp/pcz027⟩, Plant and Cell Physiology, Oxford University Press (OUP), 2019, 60 (6), pp.1260-1273. ⟨10.1093/pcp/pcz027⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Jasmonic acid (JA) biosynthesis and signaling are activated in Arabidopsis cultivated in phosphate (Pi) deprived conditions. This activation occurs mainly in photosynthetic tissues and is less important in roots. In leaves, the enhanced biosynthesis of JA coincides with membrane glycerolipid remodeling triggered by the lack of Pi. We addressed the possible role of JA on the dynamics and magnitude of glycerolipid remodeling in response to Pi-deprivation and resupply. Based on combined analyses of gene expression, JA biosynthesis and glycerolipid remodeling in wild type Arabidopsis and in the coi1-16 mutant, JA signaling seems important in the determination of the basal levels of phosphatidylcholine (PC), phosphatidic acid (PA), monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) and digalactosyldiacylglycerol (DGDG). JA impact on MGDG steady state level and fluctuations seem contradictory. In the coi1-16 mutant, the steady state level of MGDG is higher, possibly due to a higher level of PA in the mutant, activating MGD1, and to an increased expression of MGD3. These results support a possible impact of JA in limiting the overall content of this lipid. Concerning lipid variations, upon Pi-deprivation, JA seems rather associated with a specific MGDG increase. Following Pi-resupply, whereas the expression of glycerolipid remodeling genes returns to basal level, JA biosynthesis and signaling genes are still upregulated, likely due to a JA-induced positive feedback remaining active. Distinct impacts on enzymes synthesizing MGDG, i.e. downregulating MGD3, possibly activating MGD1 expression and limiting the activation of MGD1 via PA, might allow JA playing a role in a sophisticated fine tuning of galactolipid variations.

Details

Language :
English
ISSN :
00320781 and 14719053
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plant and Cell Physiology, Plant and Cell Physiology, 2019, 60 (6), pp.1260-1273. ⟨10.1093/pcp/pcz027⟩, Plant and Cell Physiology, Oxford University Press (OUP), 2019, 60 (6), pp.1260-1273. ⟨10.1093/pcp/pcz027⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....9bec89b6ac6b153e42e2db20b4e3d38d