Contribution a l'etude de genes potentiellement impliques dans le transport du nitrate : consequences physiologiques de la deregulation d'un transporteur a haute affinite

• Auteur / Autrice : VINCENT FRAISIER
• Direction : Françoise Vedele
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Amiens

Résumé

Le nitrate est la principale source d'azote pour la majorite des plantes et sa concentration dans la solution du sol peut fluctuer d'un facteur 3 ou 4. Par consequent, les plantes ont developpe des systemes de transport du nitrate qui sont regules par les sources azotes. Ces systemes necessitent de l'energie et impliquent des transporteurs a forte et a faible affinite. Les genes codant ces systemes de transport ont ete identifies et classes en deux familles bien distinctes : nrt1 et nrt2. La premiere partie de la these est consacree a l'etude d'un des membres de la famille nrt2 : le gene npnrt2. 1 isole chez nicotiana plumbaginifolia. L'expression de ce gene s'est revele etre induite par de faibles concentrations en nitrate et reprimee par des metabolites azotes reduits. L'expression de npnrt2 est egalement correlee avec l'expression des autres genes de la voie d'assimilation du nitrate, ainsi qu'avec le flux de nitrate penetrant dans la racine de la plante. Enfin, et pour la premiere fois, l'expression d'un gene nrt2 a ete localisee precisement par hybridation in situ. Le gene npnrt2. 1 est exprime dans l'epiderme des racines matures, les primordia et les pointes racinaires, ainsi que dans le meristeme apical des parties aeriennes de la plante. La deuxieme partie de la these est consacree a l'etude de deux membres de la famille nrt1 : les genes npnrt1. 1 et npnrt1. 2. Ces deux nouveaux genes presentent des sequences proteiques tres proches, mais sont en revanche regules differemment suivant la source azotee fournie a la plante. L'expression de npnrt1. 2, localisee uniquement dans la racine de la plante, est induite par le nitrate. En revanche, celle de npnrt1. 1, localisee dans l'ensemble des organes de la plante et plus particulierement dans les racines, est constitutive. Ces deux genes coderaient respectivement le ilats et le clats. La troisieme partie de la these presente les consequences physiologiques de la deregulation de l'expression du gene npnrt2. 1 chez une espece modele (n. Plumbaginifolia) et chez une espece d'interet agronomique (solanum tuberosum). Pour cela, le gene chimerique constitue de l'adnc de npnrt2. 1 a ete place sous le controle du promoteur 35s du camv ou du promoteur rold d'agrobacterium rhizogenes. Chez n. Plumbaginifolia, l'etude physiologique des plantes transgeniques revele que la surexpression de npnrt2 est effective uniquement sur fortes concentrations nitriques ou sur ammonium. Cette augmentation des arnm npnrt2, correlee avec une hausse de l'influx de no 3, n'engendre (i) aucune difference phenotypique notable et (ii) aucune modification des teneurs en nitrate entre les plantes transgeniques et les plantes sauvages. De plus, le gene chimerique ne presente plus aucune des regulations transcriptionnelles connues pour affecter l'expression de npnrt2. Enfin, et pour la premiere fois, une regulation de type post-transcriptionnel est mise en evidence pour un gene de la famille nrt2. Des donnees preliminaires concernant la caracterisation moleculaire de pomme de terre transgeniques sont egalement presentees dans cette derniere partie.