Analyse génomique de l'ADN extracellulaire du Root Extracellular Trap (RET) et caractérisations omiques des "root Associated Cap-Devrived Cells" (AC-DC) chez le soja Glycine max (L.) Merr.1917

Genomic analysis of extracellular DNA from the "Root Extracellular Trap" (RET) and omics caracterisation of "root Associated Cap-Derived Cells" (AC-DC) in the soybean Glycine max (L.) Merr., 1917

• Auteur / Autrice : Marie Chambard
• Direction : Marie-Laure Gueye-Follet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques, biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 24/09/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de glycobiologie et matrice extracellulaire végétale (Mont Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2009-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Laure Gueye-Follet, Olivier Van Wuytswinkel, Sabine Carpin, Isabelle Boulogne, Jacqueline Grima-Pettenati, Azeddine Driouich, Isabelle Tournier, Éric Nguema-Ona
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Van Wuytswinkel, Sabine Carpin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Séquençage des acides nucléiques

Plantes -- Génie génétique

Racines (botanique)

Transcriptome

Protéomique végétale

Éliciteurs

Soja

Mots clés libres

Glycine max (L.) Merr. (soja)

Eliciteur

PEP-13

Root extracellular trap

AC-DC

ADN extracellulaire

Transcriptomique

Protéomique

Séquençage ADN

Glycine max (L.) Merr. (soybean))

Elicitor

PEP-13

Root extracellular trap

AC-DC

Extracellular DNA

Transcriptomics

Proteomics

DNA sequencing

Résumé

Le soja, culture d’intérêt agronomique mondiale et bientôt Normande, doit faire face à l’attaque de nombreux phytopathogènes et notamment à l’oomycète Phytophthora sojae Kaufm. & Gerd., qui engendrent chaque année d’importantes pertes économiques. Le RET (Root Extracellular Trap) est situé à l’apex racinaire, est constitué de cellules détachées de la racine appelées cellules frontières ou AC-DC (root Associated Cap-Derived Cells) et de leur mucilage associé. On retrouve au sein de ce mucilage des glycomolécules, des protéines, ou encore de l’ADN extracellulaire (ADNex). Cet ensemble, formant un territoire racinaire particulier, va permettre la protection de la racine et notamment de son apex contre les stress biotiques et abiotiques. Afin de mieux comprendre les mécanismes de défense racinaires, et notamment de certains acteurs du RET, une analyse transcriptomique et protéomique des AC-DC et de la racine et une analyse génomique de l’ADNex ont été réalisées en conditions témoin et élicitée avec PEP-13, un éliciteur provenant des oomycètes du genre Phytophthora sp. Les analyses transcriptomique et protéomique ont montré une spécificité des AC-DC par rapport aux racines et une réponse à PEP-13 qui semble différente entre ces deux zones. Le séquençage génomique de l’ADNex du RET a été réalisé afin de déterminer l’origine de celui-ci et savoir s'il existe une spécificité de séquences entre les deux conditions. Il semblerait que l'ADNex ait une meilleure couverture lors de l'alignement sur l’ADN mitochondrial et l’ADN plastidial comparé à l’ADN chromosomique. Cette différence de couverture peut indiquer une différence de persistance de l’ADNex dans le RET en fonction de son origine (chromosomique ou mitochondrial et plastidial), ou une libération dans le RET par ces organites. Il semblerait également qu’il n’y ait pas de différences entre les séquences d’ADNex du RET en condition élicitée avec PEP-13 ou témoin.

Soybean, a crop of Normand and world agronomic interest, is threatened by numerous phytopathogens like the oomycete Phytophthora sojae Kaufm. & Gerd., wich generate high levels of economical losses. The RET (root extracellular trap) is located at the root apex and is composed of border cells or AC-DC (root associated cap-derived cells) and their mucilage. This mucilage is made up of glycomolecules, proteins or also extracellular DNA (exDNA). The RET play a role in root protection against biotic stresses. In order to better understand the role of the RET in root protection, a transcriptomic and a proteomic analysis where done on AC-DC and roots in controle condition and in elicited condition with PEP-13 (an elicitor from Phytophthora sp.). The results show a specificity of AC-DC compared to the root, and an answer to PEP-13 wich seems to be different between these two tissues. An other experiment was to sequence RET exDNA in controle and elicited conditions, in order to define the origin of this exDNA. We show that the coverage of mitochondrial and plastidial DNA where much better than the coverage of chromosomic DNA. It could mean that chromosomic DNA isn’t conserved as well as organelles DNA, or exDNA could originate from organelles. Furthermore, results seems to show no differences between the sequences of elicited or control exDNA.