Résumé
La production de protéines végétales en France et en Europe nécessite de fournir des outils d’aide à la sélection de variétés de légumineuses produisant des graines de meilleure valeur nutritionnelle possible. Bien que certains constituants réputés antinutritionnels aient été réduits dans les graines des variétés de légumineuses, la fraction protéique reste à améliorer et à stabiliser pour d’avantage d’équilibre en acides aminés. Cet enjeu nécessite d’identifier les gènes contrôlant la composition protéique des graines et sa plasticité vis-à-vis de l’environnement. Une approche de génétique d’association à l’échelle du génome (GWAS) appliquée à 200 écotypes de Medicago truncatula a mis en évidence des polymorphismes de séquence associés à des variations de plasticité de la composition protéique des graines récoltées dans 4 environnements contrastés. Ce travail a permis d’établir une liste de gènes susceptibles de contrôler cette plasticité. Fait intéressant, cette liste est enrichie en gènes appartenant aux métabolismes du soufre et des acides aminés dérivés de l’aspartate, en particulier de la méthionine (acide aminé essentiel). En replaçant ces gènes dans les voies métaboliques correspondantes, nous avons découvert l'importance des voies de recyclage de la méthionine dans le contrôle de la plasticité de la composition protéique des graines. En utilisant un mutant pour l’enzyme HMT3 (homocystéine S-méthyltransférase) nous avons montré que le recyclage de méthionine à partir de S-méthylméthionine, une forme de transport de méthionine dans le phloème, contribue d’une part à l’accumulation des globulines les plus riches en soufre (les légumines) dans un environnement donné, et d’autre part à la plasticité de la composition protéique des graines sous contrainte environnementale. En plus d’apporter des éléments nouveaux sur le rôle du recyclage de la méthionine dans l’élaboration de la composition protéique des graines, ce travail fournit une ressource unique de gènes candidats utilisables en sélection pour stabiliser la composition protéique des graines.