Analyse des points de régulations métaboliques permettant aux plantes de survivre et de se développer dans des conditions environnementales extrêmes.

par Thomas Dussarrat

Projet de thèse en Biologie Végétale

Sous la direction de Dominique Rolin.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec Pontificia Universidad Católica de Chile , dans le cadre de Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec Biologie du Fruit et Pathologie (laboratoire) et de Métabolisme (equipe de recherche) depuis le 25-02-2019 .


  • Résumé

    Ce projet vise à étudier les points de régulations métaboliques qui permettent aux plantes de pouvoir survivre et de se développer dans de conditions environnementales extrêmes. Les conditions environnementales présentes au sein du désert d'Atacama sont en lignes avec les défis actuels avec un niveau de précipitations très faible et une intensité lumineuse incroyablement importante, tous deux accompagnés d'une faible quantité d'azote dans le sol. Dans un contexte de désertification grandissante du sol et de croissance de la population mondiale, l'étude des stratégies mises en place par les plantes pour persister dans un tel écosystème apparait comme nécessaire pour l'agriculture de demain. Deux aspects seront abordés, à savoir la reconstruction de réseaux métaboliques d'un pool représentatif d'espèces végétales du désert d'Atacama au Chili dans lequel sont disponibles 32 espèces pour ce projet (étude de l'évolution du métabolome) et l'évaluation de la réponse à des perturbations environnementales en conditions in natura et contrôlées (étude métabolique – bioinformatique). Dans un premier temps, les métabolomes de ces espèces seront reconstitués et analysés à partir d'analyses transcriptomiques disponibles au laboratoire dans le but de (i) comparer les métabolites observés avec les banques de données (espèces sœurs ou non) et (ii) de créer un réseau métabolique. Cette étude devrait nous permettre tout d'abord de mettre en avant certains métabolites clés et, d'autre part, de pouvoir suivre la réponse orchestrée par le métabolome lors d'une perturbation environnementale dans ces conditions particulières. Ce volet expérimental sera réalisable sur les plateformes HiTMe (Yves Gibon) et Métabolome (Pierre Pétriacq) ainsi qu'au laboratoire de Plant Systems Biology (Chili, Santiago, Rodrigo Gutiérrez). Pour ce dernier, différentes technologies analytiques seront utilisées (LC-Orbitrap MS, RMN). Dans un second temps, la capacité de la machinerie cellulaire à s'adapter à des stress abiotiques (hydrique, intensité lumineuse, azote) sera analysée. Les études métabolomiques et bioinformatiques de ce volet expérimental seront effectuées en conditions in natura et contrôlées avec une plante du désert d'Atacama et une plante modèle (Arabidopsis thaliana). Par ailleurs, un aspect fonctionnel sera envisagé afin de valider les découvertes effectuées au cours de cette étude pluridisciplinaire.

  • Titre traduit

    Analysis of the metabolic features that can allow plants to survive and grow in extreme environmental conditions.


  • Résumé

    This project aims to study the metabolic features that can allow plants to survive and grow in extreme environmental conditions. The environmental conditions present in the Atacama Desert are in lines with some of the actual challenges with a very low level of precipitations and an incredibly high light intensity, both accompanied by a small amount of nitrogen in the soil. In the context of an ascending desertification of the soil and growth of the world's population, the study of the strategies elaborated by plants to persist in this ecosystem appears to be necessary for the tomorrow's agriculture. Two aspects will be raised, the metabolic networks reconstruction of representative vegetal species coming from the Atacama Chilean desert in which there are 32 species available for this study (metabolome evolution study) and the evaluation of the response to environmental perturbations in both in natura and controlled conditions (metabolic-bioinformatic study). In a first time, metabolomes of different species from Atacama Desert will be reconstituted and analysed from transcriptomic analyses available in the laboratory in order to (i) compare the metabolites observed with databanks (sister species or not) and (ii) to create a metabolic network. This study may allow us, first of all, to highlight some key metabolites and secondly to follow the response orchestrated by the metabolome during an environmental perturbation in these particular conditions. This experimental part will be feasible on the HiTMe platform (Yves Gibon), the Métabolome platform (Pierre Pétriacq) and the Plant Systems Biology laboratory (Chile, Santiago, Rodrigo Gutiérrez). Different analytical technologies will be used (LC-Orbitrap MS, NMR). In a second phase, the ability of the growth machinery to adapt to abiotic stresses (H2O, light intensity, nitrogen) will be analysed. Both metabolomic and bioinformatic studies of this phase will be done in both in natura and controlled conditions with an Atacama Desert plant and a model plant (Arabidopsis thaliana). Furthermore, a functional aspect will be envisaged to validate the discoveries made during this multidisciplinary study.