Nitrogen involvement in bud outgrowth and secondary axis elongation in Rosa hybrida

Le débourrement des bourgeons axillaires conditionne la ramification, donc l’établissement de l’architecture chez les végétaux. L’azote est impliqué dans la croissance des jeunes organes tels que les axes secondaires (axes II) issus du débourrement des bourgeons. Plusieurs études ont démontré que la concentration en acides aminés augmente dans la sève au cours de la reprise de croissance printanière, dont le débourrement des bourgeons est une étape importante. L’identité et l’origine des acides aminés impliqués dans le débourrement et les premières phases d’allongement des axes II n’ont pourtant pas encore été clairement établies. Ce travail a pour objectif de comprendre, chez Rosa hybrida, les phénomènes nutritionnels sous-jacents à l’apparition de différents phénotypes de ramification. Pour ce faire, nous avons fait varier la concentration et les périodes d’apport de nitrate dans la solution nutritive au cours de la croissance, avant et après l’initiation du débourrement par décapitation. Nous avons montré in planta que la concentration d’asparagine augmente dans la sève et dans l’ensemble des tissus pendant l’allongement des axes II et provient tout d’abord majoritairement des réserves puis, après la décapitation, en quantité de plus en plus importante de l’absorption courante. Cet acide aminé est le seul capable, en présence de sucres, d’initier une croissance efficace des axes II in vitro, notamment en contribuant à placer le statut des régulateurs de croissance dans un contexte favorable au débourrement. Une approche par RNAseq a mis en évidence 848 séquences potentiellement impliquées dans le débourrement en réponse au nitrate. Parmi elles, le couple Asparaginase / Asparagine synthétase s’exprime respectivement durant la phase de dormance ou le débourrement, ce qui renforce l’importante de l’asparagine dans ce phénomène. Ces deux échelles d’approche ont permis de compléter le modèle intégratif du débourrement en intégrant la nutrition des nouveaux organes.Axillary bud outgrowth is an essential process of plant branching to set-up its architecture. Nitrogen is implicated in the development of young organs such as secondary axes (axes II) resulting from bud outgrowth. Several studies have previously shown that amino acid concentration increase in the xylem sap during spring regrowth whom bud outgrowth is an essential step. The exact nature of the amino acids implicated in the bud outgrowth and initial axe II elongation have not yet been determinated. The present work aims to understand in Rosa hybrida the nutrition processes implicated in the set-up of different branching phenotypes. To achieve this goal, we brought different nitrate concentrations to the plant before and after bud outgrowth initation by apex removing. We showed in planta that asparagine concentration increases in the sap and in the tissues during axes II growth, initialy originating from internal stores and, after decapitation, increasingly coming from current uptake. This amino acid is the sole able to evoke in vitro an efficient elongation of axes II in the presence of sugar throught the establishment of growth regulators metabolism status that is favorable to the outgrowth process. Transcriptome study using RNAseq features 848 sequences that are potentially implicated in bud outgrowth in response to nitrate. Among them, the expression of Asparaginase takes place during dormancy while, in contrast, Asparagine synthase gene is active during bud outgrowth, highlighting the importance of asparagine in this phenomenon. These approaches conducted at two different scales contribute to append with nitrogen nutrition the integrated model of bud outgrowth