Recherche de critères pertinents permettant de caractériser le déterminisme génétique des effets du froid sur la paroi végétale de pois

par Laëtitia Baldwin

Thèse de doctorat en Sciences. Biologie cellulaire et moléculaire. Biotechnologies végétales

Sous la direction de Françoise Gillet et de Catherine Rayon.

Soutenue en 2011

à Amiens .


  • Résumé

    Les effets de l’acclimatation au froid sur le métabolisme pariétale du pois ont été étudiés grâce à une approche intégrative sur deux génotypes de pois, un tolérant au gel (Champagne) et un sensible au gel (Térèse). Les plantes ont été mises en culture en conditions contrôlées et les stipules de plantes ayant subi une acclimatation au froid (CA) ou non (NA) ont été récoltées à différents temps de prélèvements. La composition en sucres neutres non cellulosiques de la paroi, la teneur en acides uroniques et leur degré de méthylestérification (DM) ont été analysés par l’utilisation combinée de plusieurs approches dont l’analyse en chromatographie en phase gazeuse, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et l’immunolocalisation d’épitopes pectiques grâce à l’utilisation d’anticorps spécifiques. Les modifications d’expression de transcrits liés aux enzymes de la paroi ont été étudiés grâce à une analyse microarray et les activités des enzymes de remaniement des pectines ont été déterminées. Le froid induirait une expression différentielle de transcrits codant différentes enzymes et protéines pariétales. Ceci aurait des conséquences sur la composition de la paroi avec des variations distinctes de la teneur en résidus arabinose, xylose et galactose chez Champagne et Térèse. L’acclimatation au froid entraînerait une augmentation du DM, observée également par un marquage plus fort par l’anticorps JIM7 chez Champagne par rapport à Térèse. Notre étude montre que, chez les tissus végétatifs du pois, des modifications spécifiques de la composition en sucres neutres et du DM conduiraient à des modifications dans la solubilisation des pectines et donc des changements d’interactions entre les polymères pariétaux. Cela induirait une augmentation de la rigidité pariétale lors de l’acclimatation au froid et lors d’un gel. Ce travail ouvre la voie pour utiliser dans des études de génétique quantitative, les déterminants pariétaux permettant de discriminer les génotypes au niveau de leur tolérance au gel contrastée.

  • Titre traduit

    Search for relevant criteria to characterize the genetic determinism of cold on pea cell wall


  • Résumé

    The effects of cold acclimation on pea cell wall metabolism were investigated, using an integrated approach, on one frost-tolerant genotype (Champagne, C) and one frostsensitive genotype (Terese, T). Plants were grown under controlled conditions and stipules of cold (CA) - and non-cold-acclimated (NA) plants were harvested at different time points. Cell wall non cellulosic neutral sugar composition, uronic acid content and their degree of methylesterification (DM) were determined using combined approaches including Gas Chromatography (GC), Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR) and immunolocalization of pectic epitopes using specific antibodies. The changes in transcript levels of cell wall-related enzymes were investigated using microarrays and the activities of pectin remodeling enzymes were determined. Cold induced differential expression of transcripts encoding cell wall proteins/enzymes. It had consequences on cell wall composition, with opposite changes in the content of arabinose, xylose and galactose residues in Champagne and Terese. Cold acclimation induced an increase in the DM, notably observed by a greater JIM7 labeling in Champagne compared to Terese. Our study demonstrate that, in vegetative tissue of pea, specific changes in neutral sugars and DM is likely to lead to changes in pectin solubilisation, in polymers interactions and an increase in cell wall rigidity during cold acclimation is observed. Our work paves the way for using, in quantitative genetics studies, cell wall determinants as criteria for discriminating between genotypes with contrasting cold tolerance behaviour.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (185 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. [154]-177

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  • Bibliothèque : Université de Picardie Jules Verne. Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
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  • Cote : T 51 2011-15
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