Importance du sulfate vacuolaire pour l’établissement du rendement et de la qualité des graines de pois

National audienceLes graines de pois constituent un aliment sain et nourrissant, notamment de par leur forte teneur en protéines (environ 25%). La qualité nutritionnelle de ces protéines est néanmoins limitée par leur faible proportion en acides aminés soufrés (AAS) : cystéine et méthionine. L’objectif était d’étudier la contribution du stock de sulfate contenu dans les vacuoles à l’élaboration du rendement et de la qualité des graines, notamment la synthèse des AAS. Nous avons ciblé l’unique gène SULTR4 de pois qui code un transporteur permettant l’efflux de sulfate de la vacuole vers le cytosol. Après avoir confirmé sa localisation à la membrane vacuolaire, nous avons recherché des mutants de pois pour ce gène par la méthode TILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes). Parmi les cinq mutants obtenus, deux ont un rendement en graines moindre lorsqu’ils sont cultivés en condition de carence en soufre. L’un porte une mutation induisant l’arrêt de la séquence protéique et l’autre modifie un résidu extrêmement conservé dans les gènes SULTR4 chez les plantes terrestres. Le rendement en graines de ces deux mutants reste inchangé comparé au génotype sauvage lorsque les plantes sont bien alimentées en soufre. De manière intéressante, la composition protéique des graines est modifiée : la quantité relative en albumines PA1, protéines très riches en AAS, est plus faible comparé aux graines du génotype sauvage. Le gène SULTR4 s’exprime dans la graine de pois en développement, particulièrement au début de la phase de remplissage. Les graines des mutants sultr4 accumulent la même quantité de soufre que le type sauvage, mais la quantité de sulfate est plus élevée dans les graines de ces mutants. Ces résultats suggèrent un défaut d’utilisation du sulfate à l’intérieur même des graines. L’expression préférentielle de SULTR4 dans les téguments et l’albumen des graines suggère que ces tissus sont une source de sulfate pour la synthèse des AAS dans l’embryon