Etude des o-methyltransferases de la voie des phenylpropanoides chez le tabac et modulation de leur expression dans des tabacs transgeniques : consequences sur la biosynthese de la lignine et d'autres composes phenoliques et sur la resistance aux agents pathogenes

par STEPHANE MAURY

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Michel Legrand.

Soutenue en 2000

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .

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  • Résumé

    Le metabolisme des phenylpropanoides mene a la synthese de nombreux composes phenoliques chez les plantes. Les roles de ces composes dans la plante sont varies et ils interviennent notamment dans la fertilite, la pigmentation, la signalisation et la protection contre des agents biotiques et abiotiques ou encore la formation de polymeres structuraux comme la lignine. Le metabolisme des phenylpropanoides comporte deux etapes de methylation catalysees par des o-methyltransferases (omt). Deux types d'omt ont ete caracterises chez le tabac (nicotiana tabacum samsun nn) : les acide cafeique o-methyltransferases (comt) et les cafeoyl-coenzyme a o-methyltransferases (ccoaomt). Il existe deux classes de comt et trois classes de ccoaomt chez le tabac. L'etude du profil d'expression et de la specificite de substrat de chaque isoforme a permis de montrer que toutes les classes d'omt ont des caracteristiques distinctes suggerant des roles differents dans la plante mais egalement que toutes ces isoformes sont impliquees dans la lignification et/ou les reactions de defense des plantes aux agents pathogenes. La modulation de l'expression des omt a ete entreprise par genie genetique. Des tabacs transgeniques inhibes pour la comt de classe i et la ccoaomt ont ete obtenus et analyses pour leur lignine et leur resistance vis-a-vis d'agents pathogenes. Ces tabacs presentent un developpement anormal caracterise par une petite taille, des feuilles d'aspect effile et diverses autres modifications. D'autre part, la quantite totale de lignine est fortement diminuee dans ces plantes transgeniques mais pas sa composition. Enfin, l'etude de la resistance de ces plantes vis-a-vis du virus de la mosaique du tabac (vmt) a montre que ces tabacs transgeniques sont plus sensibles au virus et ceci en liaison avec une diminution de la quantite des phenols solubles et parietaux synthetises au cours de l'infection. En revanche, ces memes plantes transgeniques sont moins sensibles a l'infection par agrobacterium tumefaciens. Cette bacterie phytopathogene du sol induit la formation de tumeurs sur la plante suite a la perception de molecules phenoliques synthetisees par une plante blessee. L'analyse de ces phenols chez les plantes transgeniques a montre qu'ils sont en quantite moindre, demontrant l'implication de la comt et de la ccoaomt dans la synthese de ces molecules signales et en particulier de l'acetosyringone. L'analyse du devenir des esters de coa du metabolisme des phenylpropanoides a permis de mettre en evidence une nouvelle activite enzymatique d'hydrolyse des esters de coa en leurs acides hydroxycinnamiques correspondants chez le tabac : l'activite hydroxycinnamoyl-coa thioesterase. Cette activite enzymatique est catalysee par une proteine d'environ 30 kda appelee feruloyl-coa thioesterase (fte) car son meilleur substrat est le feruloyl-coa. L'activite fte est associee aux tissus vasculaires de la tige en cours de lignification et est fortement induite lors de l'infection par le vmt. Elle pourrait reguler les quantites d'esters de coa/acides libres dans la cellule en fonction des besoins.


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Informations

  • Détails : 155 p.
  • Annexes : 402 ref.

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