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The Consequences of a Disruption in Cyto-Nuclear Coadaptation on the Molecular Response to a Nitrate Starvation in Arabidopsis

Authors :
Chardon, Fabien
Cueff, Gwendal
Delannoy, Etienne
Aubé, Fabien
Lornac, Aurélia
Bedu, Magali
Gilard, Françoise
Pateyron, Stéphanie
Rogniaux, Hélène
Gargaros, Audrey
Mireau, Hakim
Rajjou, Loïc
Martin-Magniette, Marie-Laure
Budar, Francoise
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)
Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
BioInformatique et BioStatistiques (BIBS)
Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA Paris-Saclay)
ANR-17-EURE-0007,SPS-GSR,Ecole Universitaire de Recherche de Sciences des Plantes de Paris-Saclay(2017)
ANR-12-ADAP-0004,CYTOPHENO,Co-adaptation nucléo-cytoplasmique et phénotypes adaptatifs des plantes(2012)
Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AgroParisTech-Université Paris-Saclay
Source :
Plants, Plants, 2020, 9 (5), pp.573. ⟨10.3390/plants9050573⟩, Plants, MDPI, 2020, 9 (5), pp.573. ⟨10.3390/plants9050573⟩, Plants, Vol 9, Iss 573, p 573 (2020)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Mitochondria and chloroplasts are important actors in the plant nutritional efficiency. So, it could be expected that a disruption of the coadaptation between nuclear and organellar genomes impact plant response to nutrient stresses. We addressed this issue using two Arabidopsis accessions, namely Ct-1 and Jea, and their reciprocal cytolines possessing the nuclear genome from one parent and the organellar genomes of the other one. We measured gene expression, and quantified proteins and metabolites under N starvation and non-limiting conditions. We observed a typical response to N starvation at the phenotype and molecular levels. The phenotypical response to N starvation was similar in the cytolines compared to the parents. However, we observed an effect of the disruption of genomic coadaptation at the molecular levels, distinct from the previously described responses to organellar stresses. Strikingly, genes differentially expressed in cytolines compared to parents were mainly repressed in the cytolines. These genes encoded more mitochondrial and nuclear proteins than randomly expected, while N starvation responsive ones were enriched in genes for chloroplast and nuclear proteins. In cytolines, the non-coadapted cytonuclear genomic combination tends to modulate the response to N starvation observed in the parental lines on various biological processes.

Details

Language :
English
ISSN :
22237747
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plants, Plants, 2020, 9 (5), pp.573. ⟨10.3390/plants9050573⟩, Plants, MDPI, 2020, 9 (5), pp.573. ⟨10.3390/plants9050573⟩, Plants, Vol 9, Iss 573, p 573 (2020)
Accession number :
edsair.pmid.dedup....b6a13400adcca26ab1134115083f6301