Effects of environment factors on induction of secondary dormancy in relation with abscisic acid in barley grains

• Auteur / Autrice : Hai Ha Hoang
• Direction : Françoise Corbineau, Juliette Leymarie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie Végétale
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dormance

Anoxémie

Germination

Hordeum

Résumé

La dormance primaire des grains d’orge correspond à une inaptitude à germer à l’obscurité à des températures supérieures à 10-15°C et la lumière bleue renforce cette dormance. L’incubation des grains dans des conditions ne permettant pas leur germination (30°C, hypoxie, lumière bleue) induit une perte de l’aptitude à germer après leur transfert à 10 ou 15°C, à l’obscurité et dans l’air. Ce phénomène qui correspond à une induction de dormance secondaire, est observé après 3 jours à 30°C ou à 15°C en hypoxie (5% O2) et après une exposition des grains à 10°C en présence de lumière bleue d’au moins 5 jours. A 30°C, elle nécessite une teneur en eau supérieure à 0. 50 g H2O g-1 MS et est associée à de fortes teneurs en ABA de l’embryon après le transfert à 15°C, alors que la teneur en ABA est peu affectée par l’hypoxie. La lumière bleue entraîne une forte augmentation de la teneur en ABA des embryons et de leur sensibilité à l’ABA et à l’hypoxie. Le rôle d’HvNCED1 (synthèse de l’ABA) semble prépondérant pour l’induction à 30°C alors que celui d’HvNCED2 est plus important en hypoxie, et l’expression des 2 gènes est fortement induite par la lumière bleue. Dans tous les cas, l’induction de la dormance secondaire est associée à une réduction de la signalisation des GA due à une augmentation de l’expression de gènes impliqués dans leur catabolisme et une inhibition de ceux impliqués dans leur synthèse, HvGA2ox3 et HvGA3ox2 jouant un rôle prépondérant. Nos résultats montrent clairement l’implication de la balance ABA/GA et que le profil d’expression des gènes impliqués dans celle-ci dépend des facteurs environnementaux induisant la dormance secondaire

Primary dormancy of barley seeds corresponds to an inability to germinate at temperatures higher than 10-15°C, which is reinforced in presence of blue light. Incubation of grains in unfavourable conditions (30°C, hypoxia, blue light) results in a loss of subsequent germination ability at 10 or 15°C, in darkness and in air. This phenomenon considered as an induction of secondary dormancy, is observed after incubation of the grains for 3 days at 30° C or at 15°C in hypoxia (5% O2), or for at least 5 days at 10°C in the presence of blue light. At 30°C, it requires an embryo water content higher than 0. 50 g H2O g-1 DM, and is associated with an increase in embryo ABA content after transfer at 15°C, while ABA content in slightly changed by hypoxia. Blue light results in a strong increase in embryo ABA content and in embryo sensitivity to ABA and hypoxia. The role of HvNCED1 (ABA synthesis) seems dominant in the induction at 30°C, while HvNCED2 seems more important in the induction by hypoxia, and the expression of both genes is strongly induced by blue light. In all cases, the induction of secondary dormancy is associated with a reduction of GA signalling due to increased expression of genes involved in GA catabolism and inhibition of those involved in their synthesis, but HvGA2ox3 and HvGA3ox2 appear to play a leading role. Our results clearly show the involvement of the ABA/GA balance, and that the expression pattern of genes involved in ABA/GA metabolism depends on the environmental factors that induce secondary dormancy