Implication du métabolisme azoté dans la relation plante-insecte : étude des fluctuations des enzymes glutamine synthétase (GS) et glutamate déshydrogénase (GDH) chez le couple Solanum tuberosum-Myzus persicae

par Ndiaga Sene

Thèse de doctorat en Sciences. Biotechnologie végétale. Biologie cellulaire

Sous la direction de Frédéric Dubois.

Soutenue en 2009

à Amiens .


  • Résumé

    Myzus persicae l’un des ravageurs des cultures de pomme de terre, s’alimente exclusivement aux dépens du compartiment phloémien des végétaux. Le phloème est la voie principale pour la translocation à distance des photoassimilats et sa sève est riche en sucres et particulièrement en saccharose. La sève élaborée est composée aussi de nombreux acides aminés libres dont les concentrations relatives sont fortement déséquilibrées avec en particulier une faible proportion d’acides aminés essentiels. Nous avons, dans un premier temps, montré une augmentation des activités enzymatiques de la Glutamine synthétase (GS) et de la Glutamate déshydrogénase (GDH) au cours du développement qui est confirmée par des westerns-blots et des études immunohistochimiques montrant une présence quasi exclusive des protéines GS1 et GDH dans les cellules compagnes de phloème. A la suite de l’étude du statut de ces enzymes à l’échelle de la plante et au cours du développement, nous avons montré un réel effet de l’infestation par Myzus persicae sur la GS et la GDH qui sont deux des enzymes clés impliquées probablement dans la synthèse des acides aminés et dans le contrôle de la réorientation fine des métabolismes carboné et azoté. L’induction de ces enzymes est uniquement locale comparée aux changements observés des métabolites qui sont affectés aussi bien au niveau locale que systémique. L’ensemble des changements induits par les pucerons laisse penser qu’ils sont capables de modifier la composition nutritionnelle du phloème à leur profit en vue d’une augmentation qualitative et quantitative en acides aminés. Nos observations montrent également qu’une altération du métabolisme azoté, induite par transgénèse ou mutagenèse, a un effet net sur le comportement alimentaire des aphides étudiés.

  • Titre traduit

    Implication of the nitrogenous metabolism in the relation plants-insect : a study of the fluctuations in enzymes glutamine synthetase (GS) and glutamate deshydrogenase ( GDH) in the couple Solanum tuberosum-Myzus persicae


  • Résumé

    Myzus persicae which is one of the potato cultures devastators, feeds exclusively on plants phloem compartment. The phloem is the main route for the long-distance transport of photoassimilates and its sap is rich in sugars, particularly, in sucrose. The elaborated phloem sap is also composed of numerous free amino acids, and the relative concentrations of those are strongly unbalanced, which concerns, in particular, a small proportion of essential amino acids. At first, we have shown an increase in the enzymatic activities of the glutamine synthetase (GS) and the glutamate dehydrogenase (GDH) during the plant development, which has been confirmed by the western-blots and immunohistochemical study. The latter has shown the almost exclusive presence of the GS1 and GDH proteins in phloem companion cells. A study of these enzymes status on the scale of the plant and during plant development has shown a real effect of M. Persicae infection on the GS and GDH, which are two key enzymes probably involved in amino acids synthesis and in the control of fine reorientation of carbon and nitrogenous metabolisms. The induction of these enzymes appears only on the local level as compared to the observed changes of metabolites which are affected on both local and systematic levels. All changes inducted by the aphids suggest that the aphids are able to modify the nutritional composition of phloem in order to gain in qualitative and quantitive increase in amino acids. Our observations have also shown that the change in nitrogenous metabolism, inducted by transgenesis or mutagenesis, has a clear effect on the alimentary habits of the studied aphids.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-189

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