Plant response to abiotic stress : analysis of changes in the photosynthetic apparatus at both gene and protein level

par Sara Frigerio

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Roberto Bassi.

Soutenue en 2008

à Aix-Marseille 2 en cotutelle avec l'Università degli studi di Verona .


  • Résumé

    Dans la première partie du travail, il a été analysé le comportement des différents subunités appartenantes à la famille multigénique du Lhcb, dans réponse à des différentes conditions de croissance en maïs (Zea mays). La redondance de ces séquences, en effet, a suggéré un possible rôle spécifique de chaque produit génique dans la capture de la lumière et dans la photoprotection, sur la base des conditions environnementales. Les plantes ont été poussées en différentes conditions de lumière et température, pour ensuite en isoler les tylacoides au fin de les tester pour l’accumulation des protéines des antennes (Lhc). Des significatives différences ont été relevées dans les antennes, soit majeurs (LHCII) que mineurs, du Photosystème II (PSII) et, en détail, la température a joué un important rôle, puisque le rapport LHCII/antennes mineures a montré une augmentation avec la diminution de la température. Le froid, en effet, est un facteur de stress assez puissant, dès qu’il réduit énormément la vitesse de transport des électrons au niveau de l’oxydation du QH2 de la part du Cytb6f, en déterminant un excès de réduction du plastoquinone. Dans la deuxième partie de cette thèse, la régulation par les conditions environnementales des polypeptides qui constituent l'antenne photosynthétique a été analysée en employant un mutant d’orge (Hordeum vulgare), viridis zb63, qui manque du Photosystème I, ce qui produit la réduction du plastoquinone et mime une surexcitation chronique du Photosystème II. [. . . ]

  • Titre traduit

    La réponse des plantes aux stresses abiotiques : analyse des changments de l'appareil photosynthétique au niveau des gènes et des protéines


  • Résumé

    In the first part of the work the behaviour of different light harvesting complex (Lhc) subunits, belonging to a highly conserved multigenic family, was analysed in response to different growth conditions in Zea mays. The redundancy of these sequences suggested, in fact, a possible specific role of each gene product in light harvesting and photoprotection, depending on environmental conditions. Plants were grown in different conditions of light and temperature and thylakoid membranes were isolated in order to test the accumulation of different Lhc proteins. Significant differences were found in the accumulation of both major (LHCII) and minor antennae of Photosystem II (PSII). Temperature seemed to play an important role, since the LHCII/minor antenna ratio increased with decreasing temperature, suggesting that the rate of light energy utilization vs excess energy was the driving force for these changes. Low temperature, in fact, is a powerful stress factor since it greatly decreases the electron transport rate at the step of QH2 oxidation by Cyt b6f thus leading to over-reduction of the PQ pool; moreover the decrease of Calvin cycle activity depresses ATP and NADPH utilisation thus making NADP+ unavailable as electron acceptor from PSI. The effect of low temperature is particularly stressing in the case of C4 plants because of their tropical origin. The observed changes included significant variations in pigment composition and activity of Non Photochemical Quenching. These results confirmed the specific role of different antennae in the organization of the Photosystem II and photoprotection. In the second part of this thesis, the attention was focused on the role in acclimation of two major components of stress: ROS production and plastoquinone reduction. To elucidate this problem, the modulation of antenna polypeptides following environmental conditions was analysed using a barley (Hordeum vulgare) mutant, viridis zb63, which lacks Photosystem I, to mimic extreme and chronic over-excitation of Photosystem II. [. . . ]

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Informations

  • Détails : 1 vol. (316 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 100 réf.

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