Caractérisation fonctionnelle des gènes de type "fibrilline" chez Arabidopsis thaliana

par Abir Youssef

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Marcel Kuntz.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    La fibrilline est une protéine plastidiale décrite initialement comme une protéine structurale impliquée dans le stockage des caroténoïdes (dans les structures lipoprotéiques fibrillaires typiques de certains plastes, les chromoplastes, d'où le nom de fibrilline). Des protéines de type fibrilline ont été ensuite détectées dans les thylacoïdes et les plastoglobules (PG), les gouttelettes lipidiques de stockage de lipides souvent observées dans les plastes et notamment les chloroplastes soumis à un stress. Les protéines de la famille fibrilline sont donc des protéines associées aux lipides des plastes, synthétisées en réponse de la plante à des stress et qui permettraient le maintien de structures telles que les PG et/ou les membranes de thylacoïdes, notamment dans les conditions où elles sont déstabilisées (par exemple des stress photooxydatifs). Arabidopsis thaliana possède 13 gènes apparentés. Min de mieux comprendre le rôle des fibrillines de la sous-famille 1-2, nous avons entrepris l'étude de plantes affectées dans l'expression de celles-ci (stratégie ARNi). Dans cette étude, nous avons montré que, en conditions de lumière intense et température basse, les lignées ARNi déficientes dans les fibrillines FIB 1-2 présentent deux phénotypes visibles: un retard de croissance et un déficit dans l'accumulation anthocyanique. Nous avons aussi montré que les stress appliqués conduisent, chez les plantes ARNi, à un nombre réduit de PG, à des anomalies dans l'arrangement de grana et les membranes thylacoïdiennes, ainsi qu'à la forte photoinhibition du photosystème ll. Nos résultats indiquent, pour la première fois, que les phénotypes observés en cas de déficience en fibrilline et sous conditions de stress sont liés à une déficience en jasmonate, et que, en conditions de stress, cette hormone végétale est impliquée dans la résistance de l'appareil photo synthétique. Le lien de causalité entre fibrillines et biosynthèse des jasmonates étant l'implication des fibrillines dans la formation des PG, lieu de synthèse des jasmonates en réponse aux stress qui touchent l'appareil photosynthétique. De ce travail, nous pouvons conclure que les fibrillines ne sont pas des protéines vitales pour les plantes en absence de stress. En revanche, nos résultats indiquent que lors d'un stress photooxydatif, ces protéines sont indispensables pour la mise en place d'un certain nombre de mécanismes de défense des chloroplastes, qui impliquent les PG, et par voie de conséquence pour un développement correct de plantes.


  • Résumé

    Fibrillin is a plastid protein originally described as a structural protein involved in the storage of carotenoids (in the lipoprotein fibrillar structures typical of sorne plastids, the chromoplasts, hence the name of fibrillin). Proteins of the fibrillin type have subsequently been detected in thylakoids and plastoglobules (pG), the lipid storage droplets often found in plastids including chloroplasts under stress. The proteins of the fibrillin family are associated with plastid lipids, synthesized in plants as a response to stress and which allow the maintenance of structures such as PG and / or thylakoid membranes, especially in conditions where they are destabilized (e. G. During stress photooxidation). Arabidopsis thaliana has 13 related genes. To better understand the role of fibrillins of the sub-family 1-2, e undertook the study of plants affected in the expression of these proteins by an RNAi strategy. Ln this study, we show that under conditions of hight light and low temperature, the RNAi lines deficient in FIB 1-2 show two visible phenotypes: retarded shoot growth and a deficit in anthocyanin accumulation. We have also shown that the stress applied leads, in RNAi plants, to a reduced number of PG, to abnormalities in the arrangement of grana and thylakoid membranes, and to strong photo inhibition of photosystem TI. Our results indicate for the first time that the phenotypes observed in the case of deficiency in fibrillin and under stress conditions are related to a deficiency in jasmonates and this plant hormone is involved in resistance of the photosynthetic apparatus to stress conditions. The causallink between fibrillin and jasmonate biosynthesis is the involvement of fibrillin in the formation of PG, the location of jasmonate synthesis in response to stress) that affect the photosynthetic apparatus. From this work, we can conc1ude that fibrillin are not vital proteins in plants in the absence of stress. Howeve during photooxidative stress, these proteins are essential for the establishment of a number of defence mechanisms in chloroplasts, which involve PG, and consequently for the proper development of plants.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (137 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. (p. 115-134)

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0217/D
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