Impacts of sulphate availability on leaf physiology and quality, sulphur metabolism and germination of seeds in oilseed rape (Brassica napus L.) | Impacts de la disponibilité en sulfate sur la physiologie de la feuille et sur la qualité, le métabolisme soufré et la germination de la graine de colza

Французский. Le colza est une oléagineuse très exigeante en soufre (S). L'étude des impacts de limitations en S sur la physiologie du colza et sa qualité grainière revêt un intérêt majeur dans un contexte de baisse des dépôts atmosphériques entrainant un appauvrissement des sols en S. Les objectifs étaient donc d'étudier l'incidence d'une limitation en S sur la physiologie de jeunes feuilles, et sur la qualité, le métabolisme soufré et la vigueur germinative des graines. L'analyse physiologique (photosynthèse, flux de S par utilisation de traceur ³⁴S-sulfate), protéomique et biochimique (métabolites S, espèces réactives de l'O₂) a démontré qu'une limitation en S provoque des perturbations du métabolisme carboné et soufré de la feuille et de la graine, pouvant affecter la qualité grainière. Ainsi, une restriction en S au stade rosette se traduit par la chute de l'activité photosynthétique des jeunes feuilles et conduit à un stress oxydatif. Des restrictions en S à différents stades reproducteurs altèrent la qualité protéique et lipidique de la graine aboutissant à une accumulation amoindrie des acides oléique, linoléique, linolénique et des protéines de stockage (SSPs) riches en S. Une accumulation accrue de SSPs pauvres en S permet un maintien de la teneur en protéines de la graine en cas de restriction survenant en fin de cycle. L'accumulation de S dans les protéines de la graine apparaît principalement contrôlée par la synthèse protéique. La vigueur germinative des graines produites est réduite en cas de restriction précoce en S. Ces travaux ont également permis de démontrer que le péricarpe et la graine en développement sont capables d'assimiler le sulfate par la voie réductrice.

Английский. Oilseed rape is a high sulphur (S) demanding crop. Study the impacts of S limitations on oilseed rape physiology and seed quality is a major issue in a context of declining S atmospheric depositions on soil. The objectives were therefore to study the impact of S limitation on the physiology of young leaves, and on quality, sulphur metabolism and germination vigour of seeds. The physiological (photosynthesis, S flows using ³⁴S labelling), proteomics and biochemical (S metabolites, reactive oxygen species) analyses showed that S limitation leads to disturbances of carbon and sulphur metabolisms in leaf and seeds, which may affect seed quality. An S restriction applied at vegetative stage results in a lower photosynthetic activity of young leaves and leads to oxidative stress. S restrictions applied at different reproductive stages reduce seed protein and lipid quality resulting in a lower accumulation of oleic, linoleic, linolenic acids and of S-rich seed storage proteins (SSPs). A higher accumulation of S-poor SSPs allows maintenance of the seed protein content if S restriction occurs at the end of the plant growth cycle. S accumulation in seed proteins appears mainly controlled by protein synthesis. Early S restriction leads to reduce seed germination capacity and vigour. These studies have also demonstrated that developing seeds and pod walls are able to assimilate sulphate by the reductive pathway.