Approche post-génomique du contrôle de l’absorption de l'azote minéral chez Arabidopsis thaliana

par Gabriel Krouk

Thèse de doctorat en Biologie intégrative des plantes

Sous la direction de Alain Gojon.

Soutenue en 2006

à Montpellier, ENSA .


  • Résumé

    L’objectif du travail a été d’identifier des gènes impliqués dans la régulation du prélèvement racinaire de nitrate chez Arabidopsis thaliana. Les approches transcriptomiques conduites précédemment avaient permis d’identifier plusieurs centaines de gènes dont l’expression est modifiée par un traitement de carence en azote, ou par la mutation du gène NRT1. 1, codant un transporteur de nitrate. A partir de cette large population initiale de gènes candidats, une quinzaine seulement ont été retenus pour une analyse fonctionnelle. Le phénotypage des mutants correspondants a permis de mettre en évidence l’implication d’une protéine de type Récepteur Like Kinase (RLK) dans la croissance des racines latérales en situation de nutrition limitante en azote. Par ailleurs, les réponses moléculaires à la mutation de NRT1. 1 ont permis de montrer que le transporteur codé par ce gène possède une fonction de signalisation, en plus de sa fonction de transport. En effet, NRT1. 1 gouverne la régulation d’un autre transporteur de nitrate (NRT2. 1), qui joue un rôle majeur dans l’absorption racinaire. Chez les plantes sauvages, l’expression de NRT2. 1 est fortement réprimée par les métabolites azotés (ammonium, acides aminés). Cette répression est perdue chez les mutants déficients pour NRT1. 1. Ceci a révélé l’existence d’une nouvelle régulation de NRT2. 1, correspondant à une répression exercée par le nitrate lui-même, spécifiquement dépendante de NRT1. 1. Les deux voies de régulation, répression par les métabolites azotés et répression par le nitrate, doivent toutes deux être actives pour éteindre l’expression de NRT2. 1. La régulation de NRT2. 1 par NRT1. 1 est le mécanisme d’une réponse adaptative essentielle de la plante à la toxicité ammoniacale. Lorsque la concentration externe en nitrate chute à une valeur faible (0,1 mM) en présence d’une concentration élevée d’ammonium (1 mM), la répression exercée par le nitrate est levée, et l’expression de NRT2. 1 est réactivée. Ceci permet à la plante de maintenir une absorption significative de nitrate, et d’éviter ainsi les effets néfastes d’une nutrition essentiellement ammoniacale. Le mécanisme par lequel NRT1. 1 assure la perception de la concentration externe de nitrate, et la transforme en une signalisation négative pour l’expression de NRT2. 1 a été étudié. La mutation de NRT1. 1 entraîne des perturbations importantes des signalisations hormonales, cytokinines et auxine notamment. Ces deux hormones affectent l’expression de NRT2. 1. Les données obtenues suggèrent que le mécanisme primaire de la signalisation dépendante de NRT1. 1 puisse correspondre à une altération des flux d’auxine dans la plante.


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  • Détails : 1 vol. ( 102 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 250 réf.

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