Rôles de deux protéines à EF-Hand dans les réponses au stress hydrique et à l'acide abscissique : analyse fonctionnelle de RD20, une caléosine et de CML9, une forme divergente de calmoduline

par Yann Aubert

Thèse de doctorat en Biosciences végétales

Sous la direction de Jean-Philippe Galaud et de Alain Vavasseur.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Afin d'assurer le maintien de leur croissance et de leur développement, les végétaux activent des réseaux de signalisation complexes faisant intervenir des hormones et des messagers secondaires dont l'acide abscissique et le calcium qui vont permettre la mise en place de réponses adaptatives. Le présent travail a pour objet l'étude de deux protéines de liaison au calcium à motif EF-hand chez Arabidopsis : RD20, une caléosine et CML9, une forme divergente de calmoduline. Ces deux gènes, induits de façon rapide et transitoire par un stress hydrique et par l'ABA ont fait l'objet d'une analyse fonctionnelle par génétique inverse. La majeure partie de ce travail, a été consacré à RD20, une caléosine " stress-spécifique " et à l'étude de son rôle dans les réponses des plantes au stress hydrique. L'expression du gène RD20 est limitée au système caulinaire et une forte expression est observée au niveau des stomates. L'utilisation de lignées knock-out ou sur-exprimant le gène RD20 montre que RD20 est impliquée dans les mécanismes de croissance, de développement et de tolérance en conditions de stress hydrique via une altération des mouvements stomatiques ABA dépendante. Par ailleurs, RD20 présente toutes les caractéristiques des péroxygénases ce qui suggère que RD20 contribue à la signalisation lipidique via la génération de composés de type oxylipines et/ou à l'élaboration ou à la modification de la cuticule. Enfin, la contribution de CML9, une calmoduline-like protéine, à la régulation des mouvements stomatiques est présentée.

  • Titre traduit

    Functional analysis of RD20, a caleosin, and CML9, a calmodulin-like protein in abiotic stress and abscisic acid responses in arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Like all living organisms, plants are subjected to constant changes in their environment. To ensure their continued growth and development under these conditions, plants activate networks signaling complexes involving hormones and second messengers including abscisic acid and calcium that allow the establishment of adaptive responses. The present work aims to study two proteins calcium-binding EF-hand motif in Arabidopsis: RD20, a caleosin and CML9, a divergent form of calmodulin. These two genes, rapidly and transiently induced by water stress and ABA were analyzed using functional reverse genetics. Much of this work has been devoted to RD20, a stress-specific caleosin and to the investigation of its role in plant responses to water stress. The RD20 gene expression is limited to shoot and a strong expression occurred in the stomata. The use of a knockout mutant line and over-expressing transgenic lines showed that RD20 is involved in the regulation of growth, development and tolerance to water stress conditions through an alteration of stomatal movements in an ABA-dependent manner. Furthermore, RD20 exhibits all features required for a peroxygenase suggesting that RD20 contributes to lipid signaling via the generation of oxylipin-like compounds and / or the development or modification of the cuticle. Finally, the contribution of CML9, a calmodulin-like protein in the regulation of stomatal movements is presented. Although cml9 mutant lines exhibit increased tolerance to water stress, it was shown that CML9 is not a key player in regulating stomatal movements.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (307 p.+ annexes)
  • Annexes : Bibliogr. p. 263-305

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0113
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