Étude de la variabilité physiologique de la réponse au sel et caractérisation de voies de signalisation impliquées dans la régulation du métabolisme de la proline en réponse à des contraintes hydriques chez Thellungiella halophila et Arabidopsis thaliana

par Mohamed Ali Ghars

Thèse de doctorat en Physiologie cellulaire et moléculaire des plantes

Sous la direction de Arnould Savouré et de Chedly Abdelly.


  • Résumé

    En réponse à des contraintes saline ou hyperosmotique, la plupart des plantes accumulent des osmolytes, tels que la proline, qui joue un rôle dans l’adaptation de la plante. Le métabolisme de la proline est relativement bien caractérisé au niveau moléculaire mais les mécanismes de transduction du signal stress hydrique conduisant à la synthèse de la proline restent encore peu décrits. L’objectif de ce travail a été d’identifier et de caractériser les voies de signalisation impliquées dans la régulation du métabolisme de la proline en réponse à des contraintes hydriques. Nous avons ciblé notre travail sur deux modèles végétaux, Arabidopsis thaliana, une plante glycophyte, et Thellungiella halophila, une plante halophyte. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’étude de la variabilité de la réponse éco-physiologique chez deux espèces cultivées sur sable inerte, irrigué d’une solution comportant des concentrations croissantes en NaCl. Les résultats obtenus montrent que T. Halophila est l’espèce la plus tolérante au sel tandis que le mutant d’A. Thaliana eskimo1 est le plus sensible malgré la suraccumulation de proline. Ceci démontre que cet acide aminé a lui seul est insuffisant pour conférer à ce mutant une tolérance à la contrainte. La tolérance de T. Halophila est due à plusieurs processus adaptatifs qui reposent sur une forte accumulation de la proline et une haute sélectivité d’absorption racinaire de K+ par rapport à Na+. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons étudié les voies de signalisation lipidiques impliquées dans la régulation du métabolisme de la proline. A cet effet, de jeunes plantes d'A. Thaliana et de T. Halophila ont été soumises à des inhibiteurs spécifiques des voies de signalisation médiées par les phospholipases D (PLDs) et les phospholipases C (PLCs). Chez A. Thaliana quand l’activité des PLDs est détournée, les plantes montrent un niveau plus élevé en proline. En revanche, les PLDs n'ont aucun effet sur l'accumulation de la proline dans les conditions de non-stress chez T. Halophila. Lors de contrainte hydrique, les PLDs n’ont aucun effet sur le métabolisme de la proline chez A. Thaliana alors que les niveaux de proline sont diminués chez T. Halophila. Les résultats montrent que les phospholipases D sont des régulateurs négatifs du métabolisme de la proline en l’absence de stress chez A. Thaliana et régulent positivement la biosynthèse de cet acide aminé en condition de stress chez T. Halophila. D'autre part, nous avons pu montrer que les PLCs exercent un contrôle positif chez A. Thaliana en présence de 200 mM NaCl ainsi que chez T. Halophila en présence de 400 mM NaCl ou de mannitol. En absence de stress ou en présence d’un stress salin modéré, les PLCs exercent un contrôle négatif sur la voie de biosynthèse de la proline chez T. Halophila. En conclusion, nos données suggèrent l'implication des PLCs et des PLDs dans la régulation du métabolisme de la proline chez A. Thaliana et T. Halophila, mais d'une façon opposée. Ce travail nous permet de présenter un modèle original de régulation du métabolisme de la proline chez ces deux plantes modèles.

  • Titre traduit

    Study of the physiological variability in reply to salt and characterization of signalling pathways implicated in the regulation of the metabolism of proline in reply to water stress to Thellungiella halophila and Arabidopsis thaliana


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Informations

  • Détails : 1 vol. ([XIV]-184 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 167-184. 448 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2008 157
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