Rôle des protéines SMXL chez la mousse Physcomitrella patens.

par Ambre Guillory

Projet de thèse en Biologie

Sous la direction de Sandrine Bonhomme.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , en partenariat avec IJPB Institut Jean-Pierre Bourgin (laboratoire) , Pôle MSM: Morphogenèse, Signalisation, Modélisation (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Les strigolactones (SL) sont une nouvelle classe d'hormones végétales, retrouvées chez toutes les plantes terrestres. Outre leur rôle hormonal dans l'architecture des plantes, les SL ont aussi un rôle important de signal pour les interactions symbiotiques avec les champignons endomycorhiziens, interactions bénéfiques qui favorisent la captation d'eau et de nutriments du sol par les plantes. Ce rôle, et la présence de SL chez certaines algues et chez les bryophytes, considérées comme phylogénétiquement proches des premières plantes terrestres, a conduit à l'hypothèse selon laquelle les SL ont pu être essentielles dans les processus de colonisation du milieu aérien par des plantes. Le projet de l'équipe d'accueil (CORAM) est l'étude de la voie de signalisation des SL chez le pois (plante vasculaire) et chez la mousse Physcomitrella patens (bryophyte, non vasculaire). Ce deuxième modèle permet de questionner l'évolution de cette voie hormonale chez les plantes. Chez les plantes vasculaires, les voies de biosynthèse et de perception des SL sont assez bien décrites, et des gènes codant des protéines répresseurs de la voie des SL ont récemment été identifiés (gènes SMXL). Comme pour d'autres hormones (auxine, acide gibbérellique), ces protéines, acteurs clés des voies de signalisation hormonale, sont dégradées par le protéasome suite à la réception de l'hormone (ici les SL). Chez P. patens, la plupart des gènes de biosynthèse et de signalisation des SL sont retrouvés, bien qu'en nombres différents comparés aux plantes vasculaires. Seules des approches de génétique inverse permettent de définir précisément leur fonction. L'équipe a obtenu et caractérisé le premier mutant de biosynthèse des SL chez la mousse, ce qui a permis de comprendre la fonction des SL chez des plantes non vasculaires. Le projet de thèse est de caractériser le rôle des 4 gènes de P. patens homologues des gènes SMXL, afin de déterminer leur implication dans la voie de signalisation des SL. Comparés aux données sur les plantes vasculaires, les résultats permettront de préciser le rôle des SL dans l'histoire évolutive des plantes terrestres.

  • Titre traduit

    Role of SMXL proteins in the moss Physcomitrella patens


  • Résumé

    Strigolactones (SLs) are a novel class of hormones found in all land plants. SLs play a key role in plant architecture, but are also important signals for symbiotic interactions with mycorrrhizal fungi. These interactions improve water and nutrient uptake from the soil. This beneficial role to the plant and the occurrence of SLs in some algae as well as in bryophytes (considered as closest to first land plants) led to the hypothesis that SL may have been crucial in plant adaptation to terrestrial environment. The CORAM group who will welcome the student focuses on the study of SLs signaling in pea (vascular plant) and moss (Physcomitrella patens, a bryophyte i.e. non vascular plant). This second model allows interrogating the evolution of this plant hormone pathway. In vascular plants, both SL synthesis and perception pathways are well described, and several genes encoding repressors of the SL pathway have been recently identified (SMXL genes). Like for other hormones (auxin, gibberellins), these proteins, which are key actors of the signaling pathway, are degraded through the proteasome following hormone perception. In P. patens genome, most of SL biosynthesis and signaling genes are found, though their respective number sometimes differ. Therefore, only reverse genetics allows precisely deciphering their function. The group has obtained and characterized the first SL synthesis moss mutant, which has allowed understanding SL roles in extant non vascular plants. The thesis project is to characterize the role of all four moss homologues of the SMXL genes, and to decipher their implication in SL signaling. The results will permit to determine the evolutionary role of SL in land plant history.