Contribution à l’étude des transporteurs de phosphate de la famille PHT1 chez le Peuplier (Populus trichocarpa Torr. & Gray) et le champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor (Maire) P. D. Orton

by Marline Veronica Pereda Campos

Doctoral thesis in Biologie Végétale et Forestière

Under the supervision of Francis Martin.

defended on 15-12-2008

in Nancy 1 , under the authority of RP2E , in a partnership with Interactions Arbres Micro organismes UMR 1136 INRA/UHP (laboratoire) .

Thesis committee President: Michel Chalot.

Thesis committee members: Francis Martin, Daniel Wipf.

Examiners: Roland Marmeisse, Claude Plassard.

  • Alternative Title

    Contribution to the study of the phosphate transporter family in Poplar (Populus trichocarpa Torr. & Gray) and the ectomycorrhizal fungi Laccaria bicolor (Maire) P. D. Orton


  • Abstract

    The publication of the first genome sequence of a tree - the poplar - and of an ectomycorrhizal fungus - Laccaria bicolor – has opened new prospects in forestry. Because their genomes are now known, and these species are important both economically and ecologically,Poplar and L. bicolor comprise an important model of plant : fungal interactions,. The mycorrhizal symbiosis, occurring between a fungus and a plant, improves plant mineral nutrition, especially for phosphorus. Forest management requires a better understanding of the mechanisms utilized by plants growing in low phosphorus soils. To increase our understanding of these processes, we characterized the multigenic families of Pi transporters (PHT1 type) of both organisms. We elucidated the subtle regulation of these transporters, from both partners, in various physiological states. Plants grew faster when mycorrhizal and this effect might be explained by the regulation of certain of the Pi transporters : LbPht1;5 in L.bicolor; PtrPht1;9 and PtrPht1;12 in poplar associated with L.bicolor, and PtrPht1;10 associated with G.intraradices. Other Pi transporters responded specifically to stimuli such as leaf senescence (PtrPht1;1, PtrPht1;5, PtrPht1;6, PtrPht1;9 and PtrPht1;12) or Pi starvation (PtrPht1;9, PtrPht1;12 in poplar, LbPht1;4 in L. bicolor). In addition, we observed different levels of expression of each Pi transporter in different tissues of each partner. This mosaic of responses of PHT1 family members provides an initial understanding of how mycorrhization affects Pi uptake from the fungus and plant. From this solid base of knowledge, the mechanisms by which each partner takes up Pi, either directly from soil, or indirectly via their symbiont, can be further expored.


  • Abstract

    La publication du premier séquençage d'un arbre - Le peuplier - et celle du champignon ectomycorhizien - Laccaria bicolor - a ouvert des nouvelles perspectives en biologie forestière. Les deux organismes constituent des modèles d'étude grâce à la connaissance de leur génome mais aussi de par leur importance économique, leur intérêt environnemental et leur capacité à s'associer de façon symbiotique. La symbiose mycorhizienne entre un champignon et une plante, améliore la nutrition minérale de la plante, et particulièrement sa nutrition phosphatée. La gestion de la forêt nécessite une meilleure compréhension des mécanismes qui servent à faire face à une faible fertilité en Pi dans le sol. Pour ce faire, nous avons réalisé la caractérisation des familles multigéniques des transporteurs de Pi de type PHT1 des deux organismes. Nous avons réussi à élucider les subtiles régulations de la famille de transporteurs de Pi entre ces deux partenaires, lors de différents états physiologiques de la plante et du champignon. Notre étude a mis en évidence l'effet positif observé sur la croissance des plantes lors de la mycorhization, celui-ci pouvant être étroitement lié à la régulation des certains transporteurs de Pi des deux partenaires (LbPht1;5 chez L.bicolor ; PtrPht1;9 et PtrPht1;12 chez le peuplier associé à L.bicolor et PtrPht1;10 associé à G.intraradices). D'autres transporteurs ont montré des réponses spécifiques à des stimuli comme la sénescence de feuilles (PtrPht1;1, PtrPht1;5, PtrPht1;6, PtrPht1;9 et PtrPht1;12), la carence en Pi (PtrPht1;9, PtrPht1;12 chez le peuplier, LbPht1;4 chez L. bicolor) et enfin nous avons pu observé les différents niveaux d'expression de chaque transporteur de Pi dans les différents compartiments tissulaires de chacun des partenaires. Cette mosaïque de réponses des membres de la famille PHT1 de ces deux organismes correspond à une première base de connaissances solide qui nous permettra de mieux comprendre les mécanismes du transport du Pi dans le sol des deux partenaires, par voie directe et symbiotique.


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