Assemblage et dégradation des parois de maïs : de la plante entière à l'échelle cellulaire

par Mary Sarah-Jane Wong Quai Lam

Thèse de doctorat en Biosciences végétales

Sous la direction de Deborah Goffner et de Magalie Pichon.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le maïs, l'une des plantes les plus cultivées au monde, sert de base dans l'alimentation humaine et des ruminants et pour la production d'agrocarburant. Sa valeur agronomique est principalement liée à la digestibilité des constituants de la paroi cellulaire (sucres, lignines,. . . ). De nombreuses études ont été menées afin d'améliorer la digestibilité de cette paroi, notamment sur la voie de biosynthèse des lignines. Au cours de ma thèse, nous avons démontré, chez le maïs, que la mutation du gène ZmCCR1 (Cinnamoyl-CoA reductase), codant pour une enzyme clé de la voie de biosynthèse des lignines, conduisait à une diminution des unités H associée à une meilleure digestibilité. La deuxième partie de mes recherches a porté sur l'identification des paramètres influençant la digestibilité à l'échelle cellulaire. En effet, il existe chez le maïs une très grande diversité de types cellulaires à paroi lignifiée non seulement entre différents organes, mais également au sein de chaque organe (sclérenchyme, parenchyme, vaisseaux de xylème. . . ). Dans ce but, une étude combinant de multiples techniques biochimique, histologique et transcriptomique, a été réalisée sur deux lignées de digestibilité contrastée. Ainsi, nous avons mis en évidence l'importance de la proportion de tissus lignifiés, plus particulièrement du sclérenchyme périvasculaire. Au-delà, le développement de la microdissection laser (LCM) a permis de souligner la différence de composition des tissus lignifiés.

  • Titre traduit

    Maize cell walls synthesis and degradation : from whole plant to tissue level


  • Résumé

    Maize is one of the most widely grown crops in the world and is grown for grain for human consumption, feedstock for cattle and more recently biofuel. When used as fuel, the most important agronomic trait is digestibility which is dictated by cell wall composition and structure. Many studies have been undertaken in order to improve cell wall digestibility and have essentially focused on the lignin biosynthetic pathway. During my PhD research, we have shown that a mutation in ZmCCR1 (Cinnamoyl-CoA reductase 1), key enzyme in lignin biosynthesis, modified lignin structure which in turn resulted in an increase in digestibility. Beyond lignification per se, my studies focused on the identification of other potential parameters influencing digestibility at the cellular level. This is especially pertinent in maize since its stem biomass is made up of different several lignified tissues and cell types. By combining cell wall biochemistry on laser microdissected (LMD) lignified tissues, with histological studies, we have been able to show that in highly contrasting lines (Cm484 and F98902) the lignified cell types patterning and in particular, the amount and cell wall composition are critical factors in determining maize digestibility.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (135 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 112-135

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0216
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