Mécanismes cellulaires et biochimiques de la tolérance au gel chez Eucalyptus globulus Labill : implication des sucres solubles

par Sébastien Travert

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et cellulaire végétale

Sous la direction de Alain Michel Boudet.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Eucalyptus globulus, ligneux a croissance rapide recherche pour la production de pate a papier, et deux de ses hybrides eucalyptus gunnii x eucalyptus globulus, eucalyptus cypellocarpa x eucalyptus globulus ont fait l'objet de cette these dont l'objectif etait l'evaluation de l'implication et de(s) role(s) eventuel(s) des sucres solubles dans la tolerance au gel. Elle a procede par recherche de correlations puis par des experiences d'apports de sucres sur systemes simplifies (cellules et protoplastes). Dans un premier temps, les differents individus ont ete caracterises par leur tolerance au froid sans acclimatation (tolerance intrinseque) puis apres une acclimatation (tolerance induite). Eucalyptus gunnii x eucalyptus globulus est apparu le plus tolerant au gel par comparaison a eucalyptus globulus et eucalyptus cypellocarpa x eucalyptus globulus. De plus, le genotype tolerant s'acclimate mieux au froid au cours d'une diminution progressive des temperatures. Au cours de ces differents traitements d'endurcissement au froid, le contenu en certains sucres solubles augmente sur les plants entiers (saccharose et raffinose) et sur la suspension cellulaire (fructose et saccharose) du genotype eucalyptus gunnii x eucalyptus globulus s'acclimatant au froid. L'osmolalite cellulaire augmente en parallele et cet accroissement est principalement lie a l'augmentation des contenus en sucres solubles. Dans une deuxieme partie, des apports de sucres solubles par simple contact sur systemes simplifies (cellules et protoplastes) ont ete entrepris afin d'evaluer leur impact sur la tolerance au gel. Par incubation avec certains sucres solubles, il est possible d'accroitre la tolerance au gel des cellules et des protoplastes. Parmi ces sucres a effet cryoprotecteur, on retrouve les sucres qui s'accumulent naturellement lors d'une acclimatation au froid (fructose, saccharose, raffinose) mais aussi des sucres alcools comme le mannitol qui presente l'une des meilleures efficacites. De plus, ce sucre ajoute au milieu de culture permet d'acclimater au froid le genotype eucalyptus cypellocarpa x eucalyptus globulus, incapable de s'endurcir dans les conditions de culture normales. Compte tenu de la specificite de l'effet cryoprotecteur, non correlee avec la concentration interne des sucres introduits et de la faible augmentation de l'osmolalite lors de l'accumulation, le role de ces sucres ne semble pas etre de nature osmotique. Des etudes preliminaires, par polarisation de fluorescence visant a evaluer le role des sucres sur les membranes, suggerent que l'enrichissement des protoplastes en mannitol pourrait avoir une repercussion positive sur la fluidite membranaire. Cette etude a donc conduit a la caracterisation de molecules qui pourraient etre naturellement impliquees dans la tolerance au gel de l'eucalyptus et permet d'envisager a terme des strategies pour ameliorer l'espece eucalyptus globulus, par genie genetique.

Titre traduit

Cellular and biochemical mechanisms of frost tolerance in eucalyptus globulus labill. Involvement of soluble carbohydrates

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