Analyse fonctionnelle de gènes de glucosyltransférases chez Arabidopsis thaliana induits au cours des interactions plantes-pathogènes

par Claire Gachon

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Patrick Saindrenan.

Soutenue en 2005

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les plantes produisent un grand nombre métabolites secondaires qui contribuent aux réactions de défense contre les agents pathogènes. La conjugaison à un sucre est une des modifications les plus répandues de ces substances naturelles, et son importance physiologique est reconnue dans de nombreux processus comme la synthèse, l'accumulation ou le transport de nombreux composés. Ces réactions de glycosylation sont assurées par une famille d'enzymes, les glycosyltransférases (GTs), au nombre de 120 chez Arabidopsis thaliana. Une douzaine de GTs induites en conditions de stress ont été identifiées grâce à l'exploitation de données publiques de microarray. Ce travail a aussi permis de mettre en évidence une co-régulation à grande échelle des gènes du métabolisme secondaire, qui a été utilisée afin de prédire la fonction de GTs inconnues auparavant. Le profil d'expression des GTs inductibles a été confirmé par PCR en temps réel. Afin de caractériser leur fonction, une approche de génétique inverse a été développée et des mutants d'insertion étiquetés ont été isolés. En parallèle, un test sensible a été mis au point afin de tester leur résistance à l'encontre de deux agents pathogènes fongiques, Alternaria brasssicicola et Botrytis cinerea. Les tests de résistance des mutants contre divers agents pathogènes sont toujours en cours, mais ils ont déjà révélé que deux d'entre eux présentent une perte presque totale de la résistance contre une souche avirulente de la bactérie Pseudomonas syringae. Les perturbations métaboliques engendrées par chacune des mutations seront prochainement étudiées par le profilage métabolique des mutants correspondants.

  • Titre traduit

    Functional analysis of pathogen-inducible glucosyltransferases in Arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Plants produce a high number of secondary metabolites that contribute to defence reactions against their pathogens. Conjugation to sugar moiety is one of the most widespread modifications of these natural products, and its physiological importance is recognized in numerous processes like the biosynthesis, the storage or the transport of these compounds. These glycosylation reactions are ensured by glycosyltransferases (GTs), a family of enzymes encoded by 120 genes in Arabidopsis thaliana. Mining of publicly available microarray data was used to identify stress-inducible GTs and to evidence a large-scale co-ordination of gene expression in secondary metabolism pathways. This property was further exploited for the functional prediction of previously uncharacterized GTs and to address questions like metabolic pathway evolutionary mechanisms. A dozen of genes were induced in various stress conditions, the expression profile of which was confirmed by real-time PCR experiments. To investigate the function of pathogen-responsive GTs in plant defence, a reverse genetics approach was undertaken and T-DNA-tagged insertion mutants were isolated. In parallel, a sensitive method was developed to assess their resistance towards the two fungal pathogens Alternaria brasssicicola and Botrytis cinerea. Resistance assays on the mutant lines towards a range of pathogens are still under way, but they have already revealed that two of them exhibit an almost complete loss of resistance against an avirulent strain of the bacterium Pseudomonas syringae. In the near future, the metabolic changes caused by the mutations will be investigated using metabolic profiling.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (178 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 54-66

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)91
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