Hybridation d'ARN in situ systématique de la famille multigénique des peroxydases de classe III durant le développement des graines d'Arabidopsis thaliana et étude fonctionnelle de AtPrx36 dans la dynamique pariétale des cellules sécrétrices de mucilage (MSC)

par Edith Francoz

Thèse de doctorat en Développement des plantes

Sous la direction de Vincent Burlat et de Christophe Dunand.


  • Résumé

    Les parois des cellules végétales sont des structures formées de divers polymères polysaccharidiques et de nombreuses protéines. Ces structures possèdent un fort dynamisme assuré par l'action spécifique des protéines pariétales (CWP). Parmi ces CWP, se situent les peroxydases de classe III (CIII Prx) formant une famille multigénique de 73 membres chez la plante modèle Arabidospis thaliana. Les CIII Prxs assurent de nombreux rôles dans le développement et les interactions avec l'environnement mais seuls de rares études ont pu attribuer une fonction précise à un membre individuel de la famille. Ceci est probablement du à la faible spécificité de ces enzymes in vitro et à la possible redondance fonctionnelle obligeant à considérer des études in situ-in vivo et l'utilisation de mutants multiples. Dans ce contexte, le premier objectif de cette thèse était d'établir un atlas d'expression spatiotemporelle par hybridation in situ (HIS) utilisant le développement de la graine d'A. thaliana comme modèle. Ce travail s'est appuyé sur une étude de micro-transcriptomique récemment publiée, permettant d'établir des comparaisons avec nos résultats d'HIS. Ils ont montré une complémentarité entre les deux approches et permis (1) d'établir des seuils de valeurs de transcriptomiques compatibles avec la sensibilité de l'HIS et (2) de définir des candidats d'intérêt présentant des profils d'expression spatiotemporelle suggérant des fonctions précises. Le deuxième objectif de cette thèse a été de caractériser fonctionnellement l'un de ces candidats (AtPRX36). Nous avons pu démontrer le rôle de cette protéine dans le contrôle du relargage du mucilage polysaccharidique lors de l'imbibition de la graine. Nos résultats suggèrent que l'ancrage localisé de cette protéine est assuré par un microdomaine pectique d'homogalacturonane globalement méthylestérifié formé par l'action d'un inhibiteur de une pectine méthylestérase (PMEI6), et permet un rôle d'AtPRX36 dans le relâchement polarisé de la paroi au niveau de ce microdomaine délimitant la zone de rupture des graines lors de l'imbibition.

  • Titre traduit

    Systematic study of RNA in situ hybridization of class III peroxidases multigenic family throughout the seed development of arabidopsis thaliana, and functional study of AtPRX36 in cell wall dynamism f the smucilage secretory cells (MSC)


  • Résumé

    Plant cell walls are complex structures, mainly composed of a large number of polysaccharides and proteins. The cell wall (CW) is a highly dynamic compartment which is remodeled by specific cell wall proteins (CWP). Among these CWP, the plant specific class III peroxidases (CIII Prxs) are a multigenic family of 73 members in Arabidopsis thaliana. CIII Prxs are involved in plant development but also in the interaction of the plant with its environment. However, only a few studies describing the exact function of individual members of this multigenic family have been published. This can be due to the weak in vitro substrate specificity of these enzymes and their possible functional redundancy, forcing to characterize their function in situ-in vivo and the use of multiple mutants. In this context, the first goal of my thesis was to establish the fine cellular spatio-temporal expression atlas of CIII Prxs throughout the seed development of Arabidopsis thaliana with an in situ hybridization (ISH) approach. This expression work (ISH) was partially permitted thanks to a recent published micro-transcriptomic study which allowed to compare both expression results (ISH vs micro-transcriptomic). This comparison showed that both techniques are complementary and it allowed to; (1) set a threshold for the ISH detection limit based on micro-transcriptomic expression values, and (2) to define specific spatio-temporal expression pattern that helps to select CIII Prx candidates for functional study. The second objective was to characterize the function of one of these CIII Prxs candidates (AtPRX36). We were able to determine the role of AtPRX36 during mucilage extrusion of imbibed seeds.Our results suggest that AtPRX36 is anchored within a globally methylesterified pectins CW micro-domain, putatively formed by the action of a pectin methylesterase inhibitor (PMEI6). This CW micro-domain is needed for the CW loosening action of AtPRX36 to permit CW polarized rupture during seed imbibition.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (319 p.)

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2015 TOU3 0159
  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque électronique.
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