Acquisition et gestion du fer par les plantes

Résumé

L'homéostasie du fer doit être contrôlée tant au niveau cellulaire que de l'organisme entier pour fournir suffisamment de ce métal essentiel à la croissance et au développement des plantes, tout en évitant un excès qui pourrait être toxique. La carence en fer conduit à la chlorose chez les plantes, caractérisée par un jaunissement internervaire. Ce phénotype révèle l'impact du manque de fer sur le contenu des feuilles en chlorophylle et en caroténoïdes. La diminution de l'abondance en pigments photosynthétiques corrèle avec la perte des capacités photochimiques des chloroplastes. La carence en fer altère également la respiration mitochondriale et la fixation de l'azote atmosphérique dans les nodules des légumineuses. Ces perturbations métaboliques sont étroitement liées au fait que le fer est un métal de transition indispensable comme cofacteur de nombreuses réactions redox cellulaires. Pour assurer l'acquisition du fer à partir du sol, sa distribution aux différents organes et tissus d'une plante, et sa distribution intracellulaire entre les différents organites, plusieurs membranes doivent être traversées par ce métal. De nombreux transporteurs impliqués dans ces fonctions ont été caractérisés au niveau moléculaire ces dix dernières années. La nécessité d'une régulation intégrée de ces différents systèmes de transport requis pour la circulation du fer dans la plante entière est évidente, et plusieurs mutants altérés dans ces processus de signalisation ont été décrits. À l'inverse, les plantes se trouvant confrontées à un excès de fer mettent en place des possibilités de stockage de ce métal pour contrôler sa réactivité toxique avec l'oxygène. À ce titre, l'apoplasme, les vacuoles et les ferritines des plastes jouent un rôle important.