Immunité végétale : caractérisation fonctionnelle des corps du réticulum endoplasmique (les ER bodies) ; rôle dans la protection de la racine

par Maxime Gotté

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Azeddine Driouich.


  • Résumé

    La défense de la plante est complexe et constamment mise à l'épreuve par les pathogènes. Les corps du réticulum endoplasmique, appelés aussi ER bodies, sont des organites issus du réticulum endoplasmique, riches en β-glucosidases, participant activement à cette défense chez les Brassicales. Les études menées sur cet organite ont été essentiellement conduites sur les parties aériennes et peu d'informations sont disponibles sur les ER bodies des racines. Dans cette thèse, nous avons tenté de remédier à ce point en étudiant, dans un premier temps, la distribution de ces organites au sein des tissus racinaires d'Arabidopsis thaliana et du radis, Raphanus sativus, en combinant des techniques de microscopie, de biochimie et de biologie moléculaire. Nous avons ainsi révélé leur très grande abondance dans tous les tissus périphériques de l'ensemble de la racine. Puis, nous avons souhaité évaluer l'implication de ces ER bodies dans la défense. Nous avons alors mis en évidence qu'un traitement au méthyl jasmonate (MeJA), une hormone impliquée dans la mise en place de réaction de défense, induisait une augmentation importante du nombre de ER bodies et la fusion de plusieurs ER bodies entre eux dans les tissus racinaires du radis ainsi qu'une augmentation de l'activité β-glucosidique d'une fraction enrichie en ER bodies. Cette fusion conduit à la formation de ER bodies en moyenne 3 fois plus longs que les ER bodies normaux. Puis nous avons étudié les régulations de 5 gènes impliqués dans la formation des ER bodies dans 4 zones de l'apex de la racine primaire d'Arabidopsis, disséquées au microdissecteur laser : la zone de la coiffe, la zone méristématique, la zone d'élongation et la zone de différenciation. Nous avons pu révéler que ces gènes sont finement contrôlés dans chaque zone. Cela fût observé en condition standard et après traitement au MeJA, traduisant une modulation de la production des ER bodies spécifique dans chaque zone de la racine, en lien avec les caractéristiques de ces zones. Ces ER bodies semblent donc être soumis à une régulation fine et jouent probablement le rôle crucial de réserves de défenses de la racine, prêts à libérer leur contenu à la moindre attaque.


  • Résumé

    Plants are continuously challenged by pathogens. Endoplasmic reticulum (ER) bodies are particular organelles, containing β-glucosidases, that form from the ER and play a major role in defense of the Brassicales. So far, most of the studies were conducted on the ER bodies from the shoots and a few information is available on ER bodies of the roots. In the present thesis work, we have focused on root cells of two brassicacea species, namely Arabidopsis thaliana and Raphanus sativus by using microscopical, biochemical and molecular biology techniques. First, we have investigated the occurrence and distribution of ER bodies in various cell types and found them abundantly present in all peripheral tissues. We have also found that the morphology and number of ER bodies differ from one cell type to another. Second, we have investigated the role of these organelles in root defense by studying the response of ER bodies to methyl jasmonate (MeJA), a phytohormone involved in plant defense signaling. The data show that MeJA induces a marked increase in the number of ER bodies along with an increase in β-glucosidase activity. Remarkably, MeJA also induces fusion of several ER bodies together resulting on the formation of very long organelles reaching 3-4 times the size of the normal ones. Third, we have studied the expression of 5 genes involved in ER body formation in the different root zones treated with MeJA and isolated by Laser Assisted Microdissection technique. The isolated root regions are the root cap zone, the meristematic zone, the elongation zone and the differentiation zone. Our findings show that the expression of the genes is fine-tuned in the different zones, under MeJA treated and standard conditions. This suggests that the formation of ER bodies is specifically regulated in different root tissues possibly in relation with the functional properties of each cell type in root development and defense.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 106 références

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 15/ROUE/S029
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