Étude des mécanismes moléculaires contrôlant l’homéostasie du fer chez les plantes

Study of the molecular mechanisms that maintain iron homeostasis in plants

• Auteur / Autrice : Fei Gao
• Direction : Christian Dubos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, Interactions, Diversité Adaptative des Plantes (BIDAP)
• Date : Soutenance le 22/06/2021
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes - BPMP - Monptellier SupAgro
• Jury : Président / Présidente : Gabriel Krouk
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gabriel Krouk, Jacqueline Grima-Pettenati, Sébastien Thomine, Jose-Sabrina Gentilhomme, Loïc Lepiniec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacqueline Grima-Pettenati, Sébastien Thomine

Mots clés

Mots clés libres

Réseau de gène

Facteur de transcription

Fer

Gene network

Transcription factor

Iron

Résumé

Chez les mammifères, les mécanismes moléculaires qui régulent l'homéostasie du fer et donc coordonnent les réponses à la carence et à l'excès de fer sont bien décrits. À l'inverse, aucun intégrateur majeur de ces réponses n'a été décrit jusqu'ici chez les plantes. En étudiant l'expression de AtFER1 (le principal marqueur de la réponse des plantes à l'excès de fer), nous avons identifié un facteur de transcription bHLH (IRI1: Iron Response Integrator 1) qui intègre à la fois la réponse à la carence et à l'excès en fer. À partir de ces résultats, il apparaît que IRI1 est le régulateur principal de l'homéostasie du fer chez les plantes. L'identification de ce facteur de transcription est donc un progrès majeur dans notre compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent la nutrition minérale des plantes, et donc leur croissance et leur développement, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’amélioration de la productivité des espèces cultivés ou bien pour la biofortification. Ce projet de doctorat vise à caractériser davantage les mécanismes moléculaires qui contrôlent l'homéostasie du fer chez les végétaux, en se concentrant sur Arabidopsis thaliana comme modèle. Deux axes principaux seront développés en fonction des connaissances accumulées qui ont été recueillies par le laboratoire hôte. Tout d'abord, l'étude du contrôle transcriptionnel de l'expression AtFER1 sera poursuivie. Deuxièmement, l’étude du rôle d’IRI1 dans la régulation de l'homéostasie du fer sera approfondie (i.e. gènes cibles, partenaires protéiques, etc.).

In mammals, the molecular mechanisms that regulate iron homeostasis that is coordinating both responses to deficiency and excess iron are well described. Conversely, any major integrator of these responses has not been described to date in plants. By studying the expression of AtFER1 (the main marker of plant response to iron excess), we have identified a bHLH transcription factor (IRI1: Iron Response Integrator 1) that integrates the response to the iron deficiency and excess. From these findings, it emerges that IRI1 is the master regulator of iron homeostasis in plants. The identification of this transcription factor is therefore a major advance in our understanding of the molecular mechanisms that control the mineral nutrition of plants, and thus their growth and development, opening new avenues for the development of new strategies aiming at improving crop production and bio-fortification. This PhD project aims at further characterizing the molecular mechanisms that control iron homeostasis in plants, focusing on Arabidopsis thaliana as a model. Two main axes will be developed based on the accumulated knowledge that has been gathered by the host laboratory. First, the study of the transcriptional control of AtFER1 expression will be pursued. Second, IRI1 function in controlling iron homeostasis will be further characterize (i.e. target genes, protein partners, etc.).