LIMPIDE - Importance des lipides membranaires pour la perception des éliciteurs chez Arabidopsis en condition de stress

par Eloïse Huby

Projet de thèse en Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions

Sous la direction de Fabienne Baillieul et de Sandrine Dhondt-cordelier.

Thèses en préparation à Reims en cotutelle avec Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège , dans le cadre de École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé , en partenariat avec RIBP - Résistante Induite et BioProtection des Plantes (laboratoire) et de Equipe SDRP-URVVC (equipe de recherche) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    La reconnaissance d'un microorganisme par la plante s'effectue à un premier niveau par le biais de signatures (motifs) moléculaires ou MAMP (Microbe-Associated Molecular Patterns), anciennement appelés éliciteurs généraux. Ces dernières années, des avancées majeures sur la compréhension du mécanisme d'action de MAMP bactériens et fongiques ont été réalisées. Si de nombreuses études ont parfaitement démontré que les protéines membranaires jouent un rôle important dans la perception de molécules du non-soi ou du soi modifié, le rôle des lipides membranaires dans ce processus demeure encore incertain. Au laboratoire, nous avons démontré ces dernières années que des rhamnolipides bactériens (RL) sont reconnus par les cellules de vigne et d'Arabidopsis en tant que MAMP et qu'ils sont par ailleurs efficaces pour induire une résistance locale contre des champignons et bactéries phytopathogènes lorsqu'ils sont appliqués en traitement préventif. De part leurs propriétés amphiphiles (et contrairement à la majorité des MAMP étudiés jusqu'à présent), les RL ainsi que leurs dérivés sont susceptibles d'interagir directement avec la membrane plasmique des cellules végétales, entrainant des changements dynamiques au niveau de l'organisation et de la composition des lipides membranaires. Cependant, aucune donnée n'existe sur l'enrichissement en lipides membranaires suite à la perception de ces composés. Des approches complémentaires vont être menées afin d'identifier des acteurs lipidiques clés dans la perception des RL. Un premier objectif de la thèse sera donc focalisé sur l'identification d'acteurs lipidiques membranaires impliqués dans la reconnaissance des RL chez Arabidopsis par une approche de lipidomique quantitative. Les données résultantes permettront de cibler des mutants perturbés dans la synthèse et/ou l'accumulation de lipides afin d'analyser la relation structure-fonction des lipides. La validation fonctionnelle des candidats obtenus passera par un suivi des réactions de défense. De plus, des études de biophysique membranaire (réalisées au LBMI, Gembloux Agro-Bio Tech, université de Liège, Belgique) permettront d'explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans la perception des RL par des membranes biologiques. Plus particulièrement, la spécificité lipidique de l'interaction des RL avec la membrane plasmique et l'influence de la structure du RL sur cette interaction seront analysées

  • Titre traduit

    LIMPIDE - Importance of membrane lipids in the perception of elicitors in Arabidopsis under stress conditions


  • Résumé

    A microorganism is first recognized by a plant through specific molecular patterns called MAMP (Microbe Associated Molecular Patterns), formerly called general elicitors. These past few years, major breakthroughs have been made in the understanding of bacterial and fungal MAMP action mechanisms. Although numerous studies clearly stated the role of membranes proteins in the perception of non-self and modified-self molecules, the role of membrane lipids in this process still remain uncertain. Since few years, we demonstrated at the laboratory that bacterial rhamnolipids are recognized by grape cells and Arabidopsis as MAMPs and that they induce a local resistance against phytopathogenic fungi and bacteria when applied as a preventive treatment. Because of their amphiphilic properties (unlike most of the currently studied MAMP), RLs and their derivatives might interact directly with the cell plasma membrane, inducing dynamic changes in the composition and organisation of its lipids. However, no data are currently available on membrane lipids enrichment following the perception of those compounds. Complementary approaches will be performed in order to identify the key lipid actors in the perception of RLs. A first aim of this PhD will be focused on the identification of these lipid actors involved in the recognition of RLs by Arabidopsis by a quantitative lipidomic approach. The resulting data will allow to target mutants disrupted in the production and/or accumulation of lipids in order to analyse their structure/function relationship. The functional validation of the candidates obtained will involve the monitoring of defence reactions. Additionally, membrane biophysics studies (conducted at the LBMI, Gembloux Agro-Bio Tech, University of Liège, Belgium) will allow to explore the molecular mechanisms involved if the perception of RLs by biological membranes. More precisely, the specificity of the interaction of RLs with the plasma membrane and the influence of the RL structure on this interaction will be analysed.