Résumé
La faible disponibilité du phosphore (P) constitue une contrainte majeure à la croissance et au développement des cultures végétales à l’échelle mondiale. En fait, jusqu’à 95% du P total dans les sols agricoles existe sous forme de P organique dont le composant le plus prépondérant est l’acide phytique, qui n’est disponible aux plantes que s’il est hydrolysé par des enzymes spécifiques appelées les phytases. Nous nous sommes intéressés ici à l’étude d’une phytase PHY-US417 de la souche de Bacillus subtilis US417 afin de tester sa capacité à améliorer la mobilisation du P à partir de l’AP chez les plantes d’Arabidopsis thaliana. Nous avons démontré dans un premier temps que la sureexpression chez Arabidopsis d'une forme intracellulaire de la phytase PHY-US417 a entrainé une diminution de 40% le taux d’AP dans les graines. Des analyses physiologiques ont révélé que la surexpression de cette phytase améliore la croissance des plantes après un stress par manque de P, grâce à l’augmentation du niveau intracellulaire du Pi et du sulfate. Remarquablement, une plus forte mobilisation du fer a été observée au cours de la germination chez ces lignées transgéniques. En outre, la perception du Pi extérieur suite à des changements dans les profils d'expression de certains gènes induits par la carence en phosphate. Ces résultats indiquent que l’AP constitue non seulement une forme de stockage de P au niveau des graines mais agit aussi comme une molécule de signalisation qui régule l’interaction entre l’homéostasie du phosphore et du sulfate. Ces lignées transgéniques nous ont conduit à conclure aussi que l'AP et ses dérivés en inositol phosphates pourraient être impliqués aussi dans l'interconnexion entre les voies régulant l'homéostasie le P et celle du Zn. Ces mêmes composants semblent également jouer un rôle de régulateur positif dans la réponse des plantes au stress osmotique et ce via une stimulation des activités antioxydantes. Dans un deuxième temps, l'effet de la sécrétion de la phytase PHU-US417 par les racines d'Arabidopsis a été étudié. Les résultats obtenus ont montré que la forme extracellulaire ePHY-US417 a été capable d'hydrolyser l'AP utilisé comme seul source de Pi dans le milieu extérieur. En conséquence, ces lignées surexprimant ePHY-US417 ont une meilleure acquisition du Pi et une meilleure croissance. Enfin cette amélioration de la croissance dans des conditions de carence en Pi a concerné aussi d'autres plantes d'Arabidopsis ou de tabac co-cultivées avec les lignées sécrétant la phytase ePHY-US417. Une telle avancée montre que les phytases secrétées pourraient avoir un fort potentiel de valorisation via le développement de nouvelles pratiques de cultures associées qui favorisent une agriculture durable en limitant l'usage intensif des engrais phosphatés.