Gene regulatory networks involved in drought stress responses : identification, genetic control and variability in cultivated sunflower, Helianthus annuus and its relatives

par Gwenaëlle Marchand

Thèse de doctorat en Agrosystèmes, écosystèmes et environnement

Sous la direction de Patrick Vincourt et de Nicolas Langlade.

Soutenue en 2014

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Réseaux de régulation de gènes impliqués dans les réponses aux stress hydrique : identification, contrôle génétique et variabilité chez le tournesol cultivé, Helianthus annuus et ses apparentés


  • Résumé

    La sécheresse affecte le rendement des plantes de grande culture comme le tournesol. Ces plantes développent des réponses morpho-physiologiques pour améliorer leur tolérance au manque d'eau. De nombreux gènes formant un réseau de régulation (GRN) contribuent à un contrôle génétique complexe de ces réponses. Le travail présenté étudie ce réseau, ses différents gènes et leurs interactions chez le tournesol. Tout d'abord, nous avons mis en évidence trois gènes récepteurs du signal environnemental afin de construire un biomarqueur du statut hydrique. Puis, par une étude d'association, nous avons reconstruit le GRN reliant les gènes de réponse au stress et déchiffré leur contrôle génétique. Enfin, par une approche de biologie des systèmes, nous avons inféré le GRN groupant des gènes de régulation et de réponse. Cette étude nous a permis d'identifier des mécanismes majeurs de tolérance à la sécheresse chez le tournesol, ainsi que le rôle de ce réseau dans l'évolution du genre Heliantus.


  • Résumé

    Drought is a major stress that affects growth, physiology and therefore yield of crops as sunflower. To become more tolerant, plants develop complex morpho-physiological responses. Various genes interacting between them and with the environment are involved in the genetic control of those responses. They form together a gene regulatory network (GRN). Here, we focused on these drought GRN, its different gene groups and their interactions in the cultivated sunflower. First, we highlighted three genes reflecting the environmental signal. From their expression we built a plant water status biomarker. Then through an association study, we built the GRN connecting drought responsive genes and we deciphered their genetic control. Finally, thanks to a systems biology approach we inferred the GRN linking regulatory and drought responsive genes. Studying this network, we examined how it could drive phenotypic changes and how it was related to Heliantus evolution and sunflower breeding.

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  • Détails : 1 vol. (221 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-172. Annexes

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2014 TOU3 0260

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 14 TOU3 0260
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