Etude de la respiration et de la gestion des réserves foliaires à l'obscurité chez Phaseolus vulgaris L. à l'aide des isotopes stables du carbonne

par Guillaume Tcherkez

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences de la vie

Sous la direction de Jaleh Ghashghaie.


  • Résumé

    Les plantes terrestres discriminent contre le 13CO2 lors de l'assimilation photosynthétique, de telle sorte que la matière organique des plantes en C3 est appauvrie de 20% en 13C par rapport au CO2 de l'air. Il a été montré que le CO2 rejeté par la respiration foliaire à l'obscurité est en général enrichi en 13C par rapport à la matière organique, mais il demeure une importante variabilité. C'est pourquoi la teneur naturelle en 13C dans le CO2 produit par la respiration est étudiée dans ce travail de façon systématique, en relation avec l'état métabolique des feuilles comme la disponibilité en substrats, et la température. L'ensemble des données collectées indique qu'il existe une relation linéaire forte entre la teneur en 13C du CO2 et le quotient respiratoire (CO2/02), ce qui montre que les variations d'abondance isotopique sont simplement expliquées par des changements de substrats respiratoires. Néanmoins, même lorsque les substrats respiratoires sont déterminés expérimentalement comme étant des carbohydrates, l'origine précise des atomes de carbone (c'est-à-dire l'identité du pool métabolique) retrouvés dans le CO2 n'est pas connue avec précision. C'est pourquoi cette étude est complétée par des marquages isotopiques à la lumière avec du CO2 à très basse teneur en 13C, afin de voir si l'abondance en 13C du CO2 produit par la respiration après l'illumination reflète tout à la fois la contribution des réserves et celle des assimilats récemment fabriqués lors du marquage. Les résultats indiquent que le carbone récemment fixé ne contribue que très peu à l'alimentation de la respiration.


  • Résumé

    Carbon assimilation of terrestrial plants discriminates against 13CO2 and consequently, plant organic matter is on average 13C-depleted by 20 per mil compared to atmospheric CO2. It has been previously shown that leaf dark-respired CO2 is generally 13C-enriched, but this enrichment is quite variable. That is why the natural abundance of 13C in CO2 evolved in darkness is precisely studied here as a function of the metabolic status of leaves (that is, the substrate availability) and temperature. Taken as a whole, the data obtained in the experiments indicate that there lies a strong linear relationship between the 13C-abundance in dark-respired CO2 and the respiratory quotient (RQ=CO2/02). In other words, the variations of the 13C-abundance in CO2 evolved in darkness are explained by shifts of respiratory substrate. However, the origin of the carbon atoms that are found in respired CO2 that is, the identity of the metabolic pool feeding dark-respiratory decarboxylations, is not precisely known even when the respiratory substrates are carbohydrates, as given by RQ=1. Thus, in order to investigate the contribution of recently fixed carbon and storage carbon to CO2 production, isotopic labelling is conducted in illuminated leaves with strongly 13C-depleted CO2. It is found that recent photosynthates only hardly feed respiration in darkness after illumination, with a contribution value as low as 50% after a 24 h-iabelling period. Clearly, 'old' storage carbon is the major component of the dark-respiratory metabolic pool.

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Informations

  • Détails : 184 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.90-99

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2004)85
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