Devenir de l'ADN transgénique dans les environnements liés à la plante et au sol : implications potentielles dans les transferts horizontaux de gènes entre plantes transgéniques et bactéries

par Alessandra Pontiroli

Thèse de doctorat en Écologie microbienne

Sous la direction de Pascal Simonet.

Soutenue en 2006

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Les transferts latéraux d'information génétique sont reconnus comme étant la force majeure de l'évolution des bactéries leur ayant permis de coloniser la grande majorité des écosystèmes de la biosphère. Les mécanismes impliqués dans ces transferts de gènes sont la transduction, la conjugaison et la transformation. Aujourd'hui, ce sont ces mécanismes qui assurent aux bactéries un potentiel adaptatif conséquent vis à vis de différents stress liés aux pollutions chimiques par des composés xénobiotiques ou à l'usage massif des antibiotiques. Les transferts latéraux de gènes sont aussi responsables de la défiance généralisée vis à vis de nouvelles technologies comme la bio-ingénierie végétale, pouvant être à l'origine de la dispersion par transformation naturelle, des transgènes des plantes transgéniques vers les bactéries du sol. Ce dernier processus se caractérise par une certaine universalité, les bactéries pouvant acquérir des gènes d'autres microorganismes plus ou moins proches phylogénétiquement ou même d'eucaryotes comme des plantes. Le projet de recherche a spécifiquement porté sur l'étude du devenir de l'ADN végétal transgénique dans l'environnement et de ses interactions avec le microbiote. A cette fin ont été utilisés des plants de tabac transplastomique caractérisés par leur nombre très élevé de copies du transgène par cellule et plusieurs approches complémentaires de microbiologie et de biologie moléculaire afin de retracer les différents niveaux d'interaction entre l'ADN végétal et les bactéries de la phytosphère et du sol. Nos travaux ont permis de déterminer le niveau de persistance des molécules d'ADN libérées dans le sol par la plante en décomposition et le maintien du potentiel biologique de cet ADN vis à vis de la microflore tellurique. Différentes niches écologiques particulièrement favorables aux transferts horizontaux des gènes entre la plante et les procaryotes ont été identifiées. C'est notamment le cas des tissus végétaux en décomposition (la residusphère) qui offrent les conditions nécessaires pour la croissance bactérienne et le développement physiologique d'un état de compétence génétique. Ces travaux confirment que certaines conditions environnementales peuvent être très favorables aux échanges de gènes entre bactéries et permettre, le cas échéant, une dissémination des transgènes végétaux vers la microflore environnementale.

  • Titre traduit

    Fate of transgenic DNA in plant and soil environment : potential implications in horizontal gene transfer between transgenic plants and bacteria


  • Résumé

    Horizontal gene transfers (HGT) are considered as the major force of bacterial evolution, which allowed for the colonisation of most ecosystems of the biosphere. Mechanisms implied in such gene transfers are transduction, conjugation and natural transformation. Today, these mechanisms endow bacteria with an adaptive potential ensuing from different stress linked to chemical pollution by xenobiotics or massive antibiotic utilisation. HGT are also responsible for societal concerns about new technologies such as plant bioengineering, being held responsible of the dissemination of transgenes via natural transformation from transgenic plants to soil bacteria. This last HGT process is characterized by some universality, since bacteria may acquire genes of other microorganisms more or less phylogenetically related or even from eukaryotes such plants. This thesis project focused on the study of the fate of plant transgenic DNA in the environment and of its interactions with the microbiota. To this aim transplastomic tobacco plants, characterized for an extremely high transgene copy number per cell, and several complementary microbiological and molecular biological approaches have been used, to track the different levels of interaction between plant DNA and bacteria dwelling in the phytosphere or in soil. Our work allowed to determine the degree of persistence of DNA molecules released into soil by the decaying plant and of the maintenance of the DNA biological potential vis- à -vis the telluric microflora. Several ecological niches particularly favourable to horizontal gene transfer between plant and prokaryotes have been identified. This is paradigmatic in the case of decaying plant tissues (the residuesphere) which provided conditions conducive to bacterial growth and competence development. This work confirms that certains environmental conditions might be highly favourable for genetic exchange between bacteria and potentially allow the dispersion of plant transgenes towards the environmental microflora.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (167 f.)
  • Annexes : 500 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2006/238 BIS
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.