Modifications physiologiques induites par Burkholderia phytofirmans chez Arabidopsis thaliana. Applications à la protection contre les stress biotique et abiotique.

par Fan Su

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Nathalie Vaillant-Gaveau.

Soutenue le 16-12-2015

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (URVVC) Unite de Recherches Vignes et Vins de Champagne (laboratoire) .

Le président du jury était Philippe Reignault.

Le jury était composé de Nathalie Vaillant-Gaveau, Sandrine Dhondt cordelier, Essaïd Ait Barka.

Les rapporteurs étaient Eric Gomes, Jean-Louis Hilbert.


  • Résumé

    La PGPR Burkholderia phytofirmans PsJN (Bp) stimule la croissance de diverses plantes et les protège également contre certains stress environnementaux. L’objectif des travaux a été d’approfondir les connaissances sur l’interaction Bp-plante, en se focalisant sur l’aspect physiologique et métabolique des feuilles d’Arabidopsis thaliana. Nous avons également déterminé les mécanismes impliqués dans la réponse des feuilles suite à l’inoculation de cette bactérie lors d’un stress abiotique (froid) ou biotique (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, Pst).Nos résultats montrent que l’induction de la promotion de croissance d’A. thaliana par Bp pourrait être liée à l’accumulation des teneurs en métabolites primaires (acides aminés, glucides solubles et vitamines) et la variation du niveau des hormones dans les feuilles. La physiologie et le métabolisme des feuilles sont modifiés localement et de façon distale par la colonisation épi- et endophytique de Bp. De plus, les modifications des taux de métabolites sont plus marquées après une interaction plante-bactéries relativement longue. Par ailleurs, l’inoculation de Bp peut réduire les dommages sur l’activité photosynthétique dus au froid par une limitation non-stomatique de la photosynthèse et l’accumulation de pigments photosynthétiques. Enfin, la présence de Bp entraîne localement un retard dans le développement initial de Pst. Cependant, l’inoculation par Bp ne protège pas l’appareil photosynthétique lors d’une attaque par Pst. Ces travaux soulignent donc que le temps de présence et la localisation d’une PGPR dans une plante influencent la physiologie, le métabolisme et la tolérance aux stress de cette même plante.

  • Titre traduit

    Physiological changes induced by Burkholderia phytofirmans in Arabidopsis thaliana. Applications for protection against biotic and abiotic stresses.


  • Résumé

    Endophytic PGPR Burkholderia phytofirmans PsJN (Bp) promotes growth of various plants and triggers protection against several environmental stresses. To get more insights into the interaction between plant and Bp, we focused on leaf physiological and metabolic aspects of Arabidopsis thaliana. We also determined the mechanisms involved in the defense of leaves after inoculation of the bacteria followed by an abiotic (cold) or a biotic (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, Pst) stress. Our results show that the induction of growth promotion of A. thaliana by Bp could be related to the accumulation of primary metabolite levels (amino acids, soluble carbohydrates and vitamins) and to the variation of hormone levels in the leaves. Leaf physiology and metabolism are changed locally and distally by Bp epi- and endophytic colonization. In addition, changes in metabolite levels are more pronounced after a relatively long interaction between plant and bacteria.Moreover, Bp inoculation can also reduce cold injury on the photosynthetic activity by a non-stomatal limitation of photosynthesis and accumulation of photosynthetic pigments. Finally, the local presence of Bp causes a delay in the development of Pst, but only in the early stages of the infection. However, the inoculation with Bp does not protect the photosynthetic apparatus during Pst attack.Thus, our results emphasize that the time of presence of a PGPR and his location in the plant could influence the plant physiology and stress tolerance.


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