Recherche de gènes implqués dans les modifications d'architecture du système racinaire induites par la carence en phosphate chez Arabidopsis thaliana

par Yves Al-Ghazi

Thèse de doctorat en Physiologie moléculaire

Sous la direction de Michel Rossignol.

Soutenue en 2003

à Montpellier, ENSA .


  • Résumé

    Une des réponses majeurs de la plante à la carence en phosphate concerne la modification du développement du système racinaire. L'objectif de ce travail est de préciser les bases moléculaires sous-jacentes à cette réponse. Nous avons montré que cette privation en phosphate se traduit, au niveau du système racinaire d'Arabidopsis, par une séquence caractéristique d'événements morphologiques: une diminution de la vitesse de croissance des racinaires principales, une augmentation de la vitesse de croissance des racines latérales accompagnée d'une diminution du nombre de prim~rdia et d'une augmentation de la durée de vie de ces racines. Cette réponse adaptative à la carence en phosphate apparaît dépendante d'une signalétique auxinique. Le développement d'une puce à ADN, dédiée aux facteurs de transcription chez Arabidopsis, a abouti à l'analyse cinétique du niveau d'expression de ces transcrits dans le modèle biologique dont l'architecture racinaire a finement été décrit. L'analyse de données a permis de sélectionner 19 gènes candidats dont les profils d'expression sont fortement perturbés par la carence en phosphate. L'analyse morphologique du système racinaire de 4 mutants d'insertion correspondant à certains des gènes sélectionnés confirme l'implication de ces facteurs de transcription dans la réponse adaptative du système racinaire à une contrainte phosphatée. La mutation de ces gènes provoque, de façon spécifique chez chaque mutant, des pertes de la réponse adaptative au niveau de la racine principale et des racines latérales. De plus, une analyse transcriptomique préliminaire de ces mutants révèle l'intervention de nombreux gènes dans la réponse à la carence en phosphate et/ou dans le développement du système racinaire. Ce travail a abouti à la sélection de 4 facteurs de transcription pouvant constituer les premiers éléments de réponse.

  • Titre traduit

    Gene involved in the changes in root system architecture induced by phosphate starvation in Arabidopsis thaliana.


  • Résumé

    One of the major plant responses to phosphate privation concern the modification of root development. The aim of this work is to precise the molecular basis on this response. In phosphate-limiting conditions, Arabidobsis develops a chronological sequence of numerous morphological root changes including a decrease of primary root growth rate, an increase of secondary root growth rate combined with a reduction of primordia numhers and a decrease of root growth cessation. This adaptive response seems to he under the control of auxin pathway. The design of a DNA array, dedicated to the Arabidopsis transcription factors, allows the measurements of gene expression Icvel of these factors in a time-course according to the described biological model. Data analysis leads to the selection of 19 genes whom the expression profiles are strongly disturbed by the phosphate privation condition. Root morphological analysis of four transcription factor knock-out mutants from the selected genes confirm the involvement of these factors in the root adaptive response to phosphate privation. The gene mutations induce, specifically to each of the mutants, the loss of the adaptive response of primary and secondary roots. Moreover preliminary transcriptome analysis of the se mutants show the implication of various genes to phosphate detïciency and/or to root development. This work leads to the selection of 4 transcription factors which should constitute the first elements of response.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 220 réf.

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