Rôles des strigolactones et évolution des compétences mycorhiziennes dans la lignée verte

par Pierre-Marc Delaux

Thèse de doctorat en Biosciences végétales

Sous la direction de Guillaume Bécard et de Nathalie Séjalon-Delmas.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La lignée verte comprend les algues vertes et les plantes terrestres. Grâce à une association symbiotique avec des champignons Gloméromycètes, la symbiose mycorhizienne à arbuscules, les plantes terrestres ont pu s'adapter plus facilement à leurs nouvelles conditions de vie. Cette symbiose se met en place grâce à des échanges de signaux entre les partenaires. Ainsi, dans les stades précoces une famille de petites molécules produites par les plantes, les strigolactones, stimulent de façon remarquable le développement du champignon. Ces molécules sont par ailleurs connues chez les Angiospermes comme régulateur hormonal de la ramification des tiges. Nous nous sommes posé la question de savoir quand les strigolactones étaient apparues au cours de l'évolution des plantes et quelles étaient alors leurs fonctions primitives. Nous avons pu montrer que les strigolactones étaient apparues avec les Charales et qu'elles étaient conservées chez les Hépatiques, les descendantes des premières plantes terrestres. Nous avons découvert qu'un apport exogène de strigolactones, pouvait stimuler la croissance des rhizoïdes d'une Hépatique et d'une Mousse. Nous avons également montré que les strigolactones participaient au contrôle de la formation des racines latérales et des poils absorbant chez Arabidopsis thaliana. Notre hypothèse est que les fonctions primitives des strigolactones étaient de stimuler le développement des rhizoïdes chez les premières plantes terrestres, puis de promouvoir la symbiose mycorhizienne à arbuscules, deux fonctions primordiales pour la conquête du monde terrestre. Plus tardivement, avec l'apparition des angiospermes, l'activité sur les rhizoïdes a pu être recrutée pour contrôler l'élongation des poils absorbants. Puis les strigolactones ont acquis de nouvelles fonctions comme celles de contrôler la ramification des racines et des tiges. Enfin, nous proposons un schéma plus global montrant l'évolution étape par étape des acteurs moléculaires de la régulation de l'établissement de la symbiose endomycorhizienne à arbuscule tout au long de la lignée verte.

  • Titre traduit

    Roles of strigolactones and evolution of mycorrhizal traits in the green lineage


  • Résumé

    The green lineage comprises green algae and land plants. With the symbiotic association with fungi, the Glomeromycota, land plants have been more easily adapted to their new environment. The establishment of this arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis involved the exchange of signals between both partners. Thus, in early stage, a family of small secondary metabolites produce by plant roots, the strigolactones, strongly stimulate fungi development. In Angiosperms, these molecules act also as hormonal regulator of shoot branching. We asked the question of the appearance of the strigolactones during plants evolution and of their primitive role. We shown that strigolactones appeared with Charales, one of the closest green algae relative to land plants, and are conserved in liverworts, the most basal land plants. We discovered that GR24, an analogous of strigolactones, stimulate rhizoids growth of a liverwort and a moss. We also shown that strigolactones participate in the development of lateral roots and in the growth of root hairs in the model Angiosperm Arabidopsis thaliana. We hypothetised that the primitive function of strigolactones was to stimulate rhizoids development of the first land plants and to facilitate the interaction with AM fungi, two crucial functions for land conquest by plants. Latter, with Angiosperms appearance, the activity on rhizoids could have been recruited to control root hairs elongation, which are cells related to rhizoids. In Angiosperms, strigolactones acquired new functions like the control of root and shoot branching. To finish, we proposed a more complete scheme of the evolution of the AM symbiosis molecular regulators throughout the green lineage.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-259

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0133
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