Réponses de jeunes chênes de deux espèces (Quercus robur L. , Q. Petraea [Matt] Liebl. ) à l'hypoxie racinaire : Marqueurs physiologiques, moléculaires et génétiques de sensibilité et application à la comparaison des deux espèces

par Julien Parelle

Thèse de doctorat en Biologie végétale et forestière

Sous la direction de Erwin Dreyer.

Soutenue en 2006

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le chêne pédonculé (Q. Robur) est plus tolérant à l'ennoyage racinaire que le chêne sessile (Q. Petraea). Des différences inter-spécifiques de réponse à l'ennoyage ont été détectées dans les racines fines en hypoxie au niveau de la pyruvate décarboxylase (transcrits et activité), enzyme clé de la fermentation alcoolique. Pour Q. Petraea, les activités enzymatiques du catabolisme du saccharose diminuent dans ces mêmes racines, soulignant un probable plus fort déficit en apport de carbone dans les racines. La plus forte capacité de formation de racines adventives et de lenticelles hypertrophiées de Q. Robur a été confirmée. Ces deux caractères sont liés à la tolérance des semis à l'ennoyage, bien que ces structures ne semblent pas forcément favoriser l'aération des parties souterraines. Le degré d'épinastie a été un excellent marqueur précoce de la sensibilité des semis à l'ennoyage. Chez Q. Robur, des QTL ont été détectés pour la formation de lenticelles hypertrophiées et l'épinastie. L'utilisation d'un modèle en multi-environnement a permis de suivre l'évolution temporelle de l'effet de substitution allélique de certains QTL. Ces profils suggèrent que la réponse à l'ennoyage serait contrôlée par des gènes répartis sur tout le génome et induits par l'hypoxie de manière coordonnée. L'analyse de la variabilité intra-spécifique de réponse à l'ennoyage suggère que la plus grande tolérance à l'ennoyage de Q. Robur serait plus liée à une plus grande diversité intra-spécifique résultant en une plus grande fréquence de semis tolérants et ceci malgré un fond génétique commun aux deux espèces, qu'à des caractéristiques spécifiques de chaque espèce.

  • Titre traduit

    Hypoxia responses of seedlings of two oak species (Quercus robur L. , Q. Petraea [Matt] Liebl. ) : Physiological, molecular, and genetic markers of sensitivity, and application to species differentiation


  • Résumé

    Pedonculate oak (Q. Robur) and sessile oak (Q. Petraea) differ by their ecological requirements. In particular Q. Robur displays a larger tolerance to water-logging than Q. Petraea. Inter-specific differences were found in the response to water-logging at root metabolism level, with differences in pyruvate decarboxylase (transcripts and activity), key enzyme in the alcoholic fermentation pathway. Moreover, the long term maintenance of the enzymes of sucrose catabolism, should underline a lower carbon unloading in hypoxic roots of Q. Petraea than in Q. Robur. The larger capacity of Q. Robur to produce adventitious roots and hypertrophied lenticels was confirmed. These organs were shown to be related to the degree of water-logging tolerance of the species, despite they do not seem to be involved in root aeration. In addition, the degree of leaf epinasty was demonstrated to be an early symptom of plant sensitivity to the stress. QTL were identified for hypertrophied lenticels formation and for the degree of epinasty in Q. Robur. The use of a multi-environment model allowed to record the temporal evolution of the allelic substitution effect of some of the QTL detected, and evidenced that the response to water-logging probably involves a large number of genes induced simultaneously over the whole genome. The intra-specific variability of response to water-logging suggests that the higher tolerance of Q. Robur would be due to an higher variability resulting in an higher frequency of tolerant seedlings, compared to Q. Petraea, in spite of a common genetic background for the two species, and not to different specific traits.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (120 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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