Dissertations / Theses: 'Arabidopsis thaliana – croissance et développement'

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Thazar-Poulot, Nelcy. "Rôle du rétromère dans le développement des graines et la croissance des jeunes plantules chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011ENSL0646.

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Abstract:

Chez les eucaryotes, le rétromère est un complexe protéique composé d’un sous complexe SNX (Sorting Nexin) et d’une sous unité VPS (Vacuolar Protein Sorting) également appelé « core » rétromère. Le rétromère a été décrit comme un complexe régulant le transport des protéines membranaires au niveau de l’endosome. Chez Arabidopsis thaliana, les travaux de notre équipe ont démontré que ce complexe est impliqué dans différents processus développementaux tels que le développement de l’embryon, la maturation des protéines de réserves de la graine et l’initiation des racines secondaires. Dans ce travail, nous avons caractérisé la fonction du rétromère dans le développement des graines et des jeunes plantules d’Arabidopsis thaliana. D’une part, nous avons montré que VPS29 est nécessaire à la mise en place des réserves lipidiques de la graine. Nous avons identifié un nouveau « cargo » du complexe rétromère ; LTP6 (Lipid Transfer Protein 6) dont la perte de fonction engendre des phénotypes liés au métabolisme lipidique similaires à ceux du mutant vps29. Compte tenu de la localisation de LTP6 au niveau d’une structure intracellulaire spongieuse caractéristique du réticulum endoplasmique, le site de synthèse des corps lipidiques, nous supposons que le rétromère participe à la biogenèse des réserves lipidiques via sa fonction dans le trafic de ce nouveau « cargo ». D’autre part, nous avons mis en évidence que le « core » rétromère indépendamment de la sous-unité SNX est impliqué dans la mobilisation des réserves lipidiques, une fonction indispensable pour le développement des jeunes plantules. Nous avons montré que VPS29 est nécessaire à la translocalisation de la triacylglycérol lipase SDP1 (Sugar-Dependent 1) du peroxysome aux corps lipidiques, le compartiment de stockage des réserves lipidiques. Ces résultats nous ont permis d’envisager que le « core » rétromère pourrait emprunter de nouvelles voies de trafics intracellulaires entre des compartiments autre que l’endosome
In eukaryotes, the retromer is a complex composed of the SNX (Sorting Nexin) subcomplex and the VPS (Vacuolar Protein Sorting) subcomplex also called the core retromer. To date, the retromer is described as a key regulator of proteins trafficking around endosomal compartment. In Arabidopsis thaliana, our group has previously demonstrated that this complex is involved in several developmental pathways, as embryo development, seed storage protein maturation and lateral root emergence. In this work, we characterised the function of the retromer in seeds and seedling development in Arabidopsis thaliana. Firstly, we found that VPS29 is required for the formation of seeds storage lipid. We identified a new cargo of this complex; Lipid Transfer Protein 6 (LTP6). LTP6 lost of function induces similar phenotype than vps29 linked to lipid metabolism. Based on LTP6 localisation on an intracellular structure characteristic of endoplasmic reticulum, the site of OBs formation, we supposed that the retromer may act on oil bodies biogenesis by its function on LTP6 trafficking. Secondly, we demonstrated that the core retromer have a SNX-independent function in lipid reserves breakdown, which is essential for seedling establishment. We showed that VPS29 is required for translocation of the triacylglycerol lipase SDP1 (Sugar-Dependent-1) from the peroxisome to oil bodies, the lipid storage compartment. Altogether, these results allowed us to propose new intracellular route trafficking for VPS sub-complex between compartments other than the endosome

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Martins, Laura. "La glutarédoxine GRXS17, une chaperonne redox-dépendante impliquée dans le développement des racines et dans la thermotolérance chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Perpignan, 2018. http://www.theses.fr/2018PERP0044.

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Abstract:

L'adaptation des plantes face au stress thermique est cruciale pour leur survie et implique des réponses spécifiques telles que l’induction de protéines chaperonnes et la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). Les glutaredoxines (GRX), une famille de protéines thiol anti- oxydantes, jouent un rôle important dans la régulation redox et la réponse au stress oxydatif. Mes études se concentrent sur GRXS17, une protéine multi-domaine à cœur fer-soufre. Malgré un phénotype de développement sévère du mutant grxs17 à des températures normales et plus élevées, peu est connu sur les fonctions biochimiques et les rôles intracellulaires précis de GRXS17. J’ai montré au cours de ma thèse que GRXS17 fonctionne comme une chaperonnedépendante de l’oxydation de la cellule. Elle présente à la fois une activité de type foldase mais également holdase. L'exposition aux stress oxydatif et thermique provoque le passage d'une forme dimérique à des complexes à poids moléculaires élevés ce qui est consistant avec une activité holdase. J’ai également montré que GRXS17 est requis pour la tolérance à des hausses de température de manière dépendante de ses cystéines catalytiques. Des approches de transcriptomique, métabolomique et protéomique montrent une réponse au stress thermique retardée dans le mutant grxs17, des défauts dans l’accumulation de certains métabolites clés, et ont permis d'identifier de potentiels nouveaux interactants de GRXS17 dans des conditions de stress thermique. Ces éléments soutiennent la fonction chaperonne de GRXS17 dans desconditions normales et de stress thermiques
Adaption of plants to heat stress is crucial for their survival and involves dedicated response such as chaperones proteins induction and production of reactive oxygen species (ROS). Glutaredoxins (GRX), a family of thiol redox proteins, play an important role in redox regulation and response to oxidative stress. The focus of our studies is on GRXS17 which is a multi-subunit iron-sulfur glutaredoxin. Despite the severe developmental phenotype of the grxs17 mutant at normal and elevated temperatures, relatively little is known about the biochemical functions and precise intracellular roles of GRXS17. I show during my thesis that GRXS17 function as a foldase and holdase redox-dependent chaperone. Oxidative and heat stress exposure cause a shift from a dimeric form to high MW complexes which is concordant with a holdase activity. I show that GRXS17 is required for the tolerance to moderated heatstress in a Cys-dependent manner. Transcriptomic, metabolomic and proteomic approaches show heat stress response delayed in grxs17, key-metabolites defects and allowed to identifynew potential GRXS17-interactor under heat stress conditions, supporting a potential protecting function of GRXS17 against stress damage

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Bafoil, Maxime. "Stimulation de la germination des graines et de la croissance des plantes par plasmas froids à la pression atmosphérique." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30208.

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Abstract:

Ces travaux s'inscrivent à la convergence des domaines de la physique des plasmas et de la biologie végétale. L'objectif de cette thèse est de contribuer à apporter des réponses quant aux mécanismes impliqués dans les effets des plasmas froids à pression atmosphérique sur la germination et le développement des plantes. La plante modèle en biologie végétale Arabidopsis thaliana est utilisée ; en considérant le génotype de référence Col-0 et plusieurs de ses mutants (gl2 et gpat5) afin de mieux mettre en évidence l'effet du plasma notamment sur les stress osmotiques et salins. Pour le traitement direct des graines afin de favoriser la germination, les plasmas d'air sont utilisés. Le traitement indirect, servant à la stimulation de la croissance, utilise l'eau activée par plasma (PAW) grâce aux jets de plasma d'hélium. Les résultats montrent un effet positif du traitement au plasma d'air généré par un dispositif de décharge à barrière diélectrique sur électrode flottante (FE-DBD) et également un dispositif corona dans l'air ambiant. Ces traitements directs permettent une augmentation du taux de germination mais surtout une augmentation de la vitesse de germination. Une analyse de la perméabilité des graines a mis en évidence un changement à la surface des graines dû à un effet physique du plasma sur la surface. L'analyse des résidus de surface montre un changement en composition lipidique. Cela étant fortement corrélé avec la germination, ces résultats permettent la mise en évidence de piste de compréhension des effets des plasmas sur la germination des graines. Dans une seconde partie, le traitement indirect des plantes par le PAW a pour effet une augmentation de la vitesse de croissance. Le plasma créant un nombre certains d'espèces réactive de l'oxygène et de l'azote (notamment des nitrates et des nitrites) agit comme un engrais stimulant la croissance des plantes
This work is part of the convergence of the fields of plasma physics and plant biology. The objective of this thesis is to contribute answers to the mechanisms involved in the effects of cold plasmas at atmospheric pressure on the germination and development of plants. The plant model in plant biology Arabidopsis thaliana is used; by considering the reference genotype Col-0 and several of its mutants (gl2 and gpat5) in order to better highlight the effect of plasma, in particular on osmotic and saline stresses. For the direct treatment of seeds to promote germination, air plasmas are used. Indirect treatment for growth stimulation uses plasma-activated water (PAW) thanks to helium plasma jets. The results show a positive effect of the plasma treatment of air generated by a dielectric barrier discharge device on a floating electrode (FE-DBD) and also a corona device in ambient air. These direct treatments allow an increase in the germination rate but above all an increase in the speed of germination. Analysis of the seed permeability revealed a change in the seed surface due to a physical effect of the plasma on the surface. Analysis of the surface residues shows a change in lipid composition. This being strongly correlated with germination; these results allow the identification of an understanding track of the effects of plasmas on the germination of seeds. In a second part, the indirect treatment of plants with PAW has the effect of increasing the growth rate. The plasma creating a certain number of reactive species of oxygen and nitrogen (in particular nitrates and nitrites) acts as a fertilizer stimulating the growth of plants

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Lievre, Maryline. "Analyse multi-échelles et modélisation de la croissance foliaire chez Arabidopsis thaliana : mise au point et test d’un pipeline d’analyses permettant une analyse intégrée du développement de la cellule à la pousse entière." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2014. http://www.theses.fr/2014NSAM0051/document.

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Abstract:

Ce travail est basé sur le constat du manque de méthodes permettant l'analyse intégrée des processus contrôlant le développement végétatif d'Arabidopsis thaliana dans les études phénotypiques multi-échelles. Un phénotypage préliminaire de la croissance foliaire de 91 génotypes a permis de sélectionner 3 mutants et des variables d'intérêt pour une étude plus poussée du développement de la pousse. Un pipeline de méthodes d'analyses combinant techniques d'analyse d'images et modèles statistiques a été développé pour intégrer les mesures faites à l'échelle de la feuille et de la pousse. Des modèles multi-phasiques à changements de régime semi-markovien ont été estimés pour chaque génotype permettant une caractérisation plus pertinente des mutants. Ces modèles ont validé l'hypothèse selon laquelle le développement de la rosette peut être découpé en une suite de phases de développement, pouvant varier selon les génotypes. Ils ont aussi mis en évidence le rôle structurant de la variable «trichome abaxial», bien que les phases de développement ne puissent être entièrement expliquées par ce trait. Un 2nd pipeline d'analyses combinant une méthode semi-automatique de segmentation d'images de l'épiderme foliaire et l'analyse des surfaces de cellules par un modèle de mélange de lois gamma à paramètres liés par une loi d'échelle a été développé. Ce modèle nous a permis d'estimer la loi du nombre de cycles d'endoréduplication. Nous avons mis en évidence que cette loi dépendait du rang de la feuille.Le cadre d'analyses multi-échelles développé et testé durant cette thèse devrait être assez générique pour être appliqué à d'autres espèces végétales dans diverses conditions environnementales
This study is based on the observation of a lack of methods enabling the integrated analysis of the processes controlling the vegetative development in Arabidopsis thaliana during multi-scale phenotypic studies. A preliminary leaf growth phenotyping of 91 genotypes enabled to select 3 mutants and different variables of interest for a more in depth analysis of the shoot development.We developed a pipeline of analysis methods combining image analysis techniques and statistical models to integrate the measurements made at the leaf and shoot scales. Semi-Markov switching models were built for each genotype, allowing a more thorough characterization of the studied mutants. These models validated the hypothesis that the rosette can be structured into successive developmental phases that could change depending on the genotype. They also highlighted the structuring role of the ‘abaxial trichomes' variable, although the developmental phases cannot be explained entirely by this trait. We developed a second pipeline of analysis methods combining a semi-automatic method for segmenting leaf epidermis images, and the analysis of the obtained cell areas using a gamma mixture model whose parameters of gamma components are tied by a scaling rule. This model allowed us to estimate the mean number of endocycles. We highlighted that this mean number of endocycles was function of the leaf rank.The multi-scale pipeline of analysis methods that we developed and tested during this PhD should be sufficiently generic to be applied to other plant species in various environmental conditions

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Ksiaa, Mariem. "Étude de l’effet du silicium chez Hordeum marinum sous déficiences nutritionnelles." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/NNT.pdf.

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Abstract:

Le silicium (Si) est un élément ubiquitaire, présent en grandes proportions dans le sol. Il n’est pas considéré comme un élément essentiel pour les plantes. Cependant l’addition de Si dans des cultures de plantes sous contraintes abiotiques leur confère une meilleure tolérance. Ce travail avait pour premier objectif d’étudier l’effet du silicium sur une espèce végétale (Hordeum marinum) sous déficience ferrique. Cette espèce, accumulatrice de Si, présente un grand intérêt dans la valorisation de zones marginales. Dans une première partie, l’étude des paramètres de croissance, du statut hydrique, échanges gazeux photosynthétiques, des teneurs en pigments photosynthétiques de la fluorescence chlorophyllienne et de l’accumulation du fer, a montré que l’ajout de Si est un traitement très intéressant pour la correction des effets délétères de la déficience ferrique. A l’issue de ces observations, nous avons cherché à savoir si un prétraitement des grains d’H. marinum par du Si était une alternative intéressante à l’amélioration de la croissance de cette espèce en présence d’une carence en fer. Les résultats obtenus montrent que le taux de germination, les paramètres de croissance, l’intégrité membranaire, l’activité d’enzymes antioxydantes et les quantités des sucres solubles sont améliorés par ce pré- traitement au Si tout au long du développement de la plante soumise à un milieu pauvre en Fe. La dernière partie de ce travail avait pour objectif d’étudier la réponse d’Arabidopsis thaliana, une plante n’accumulant pas le Si, en présence d’une concentration toxique en proline. Les résultats montrent que le silicium agit de facon positive sur la germination, le développement et la gestion du stress oxydant d’A. thaliana, et ceci par le biais d’une possible action directe ou indirecte sur le métabolisme de la proline
Silicon (Si) is a ubiquitous element; it is considered to be the second most abundant element in the lithosphere after oxygen. It is not considered as an essential element for plants. However, the addition of Si in crops under abiotic stress gives them a better tolerance to stress. The first objective of this work was to study the effect of Si in Hordeum marinum, a plant species known to accumulate Si, under iron deficiency. This Poaceae species is of interest for livestock fodder and valorization of marginal zones. Our results indicate that growth parameters, water status, photosynthetic gas exchange, photosynthetic pigment contents, chlorophyll fluorescence and iron accumulation are improved by Si treatment when plants are grown under iron deficiency. We also investigated the effect of seed priming with Si in H. marinum seeds as an inexpensive and easy method to alleviate the effect of stress. Our results showed that germination rate, growth parameters, membrane integrity, activities of antioxidant enzymes and soluble sugar content are all improved by Si pre-treatment in plants growing under iron deficiency. The last objective of this work aimed to understand the behavior of Arabidopsis thaliana, a non-accumulating Si species, in response to stress. Interestingly, our results show that silicon acts positively on germination, development and antioxidant stress in A. thaliana, possibly through a modulation of proline metabolism

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Puga, Freitas Ruben. "Effet du ver de terre Aporrectodea caliginosa sur la croissance des plantes, leur développement et leur résistance aux pathogènes : réponse physiologique et moléculaire de la plante à l'émission de molécules-signal." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1158/document.

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Abstract:

Les plantes se développent et évoluent en interaction avec les organismes du sol. L'impact des vers de terre sur la croissance des plantes, généralement positif, a été attribué à des modifications physiques, chimiques ou biochimiques du sol, souvent sans démonstration rigoureuse. Dans ce travail, les techniques développées en sciences du végétal (culture in vitro, utilisation de mutants et transcriptomique) ont été utilisées afin de comprendre les mécanismes à l'origine de l'effet des vers de terre sur les plantes. Nos résultats apportent de nouvelles connaissances fondamentales: (1) la production de molécules-signal à l'intérieur des déjections de vers de terre a un impact significatif sur la croissance d'Oryza sativa et Lolium perenne. (2) Ces molécules agissent sur la voie de signalisation fortement liée à l'auxine, comme suggéré par l'effet significatif du ver de terre sur la croissance du double mutant d'A. thaliana aux1-7;axr4-2. (3) L'abondance de ces molécules-signal en présence de vers de terre pourrait être liée à la stimulation de certaines populations bactériennes capables de synthétiser de l'auxine. (4) Le ver de terre induit une accumulation de transcrits pour des gènes sous contrôle de l'acide jasmonique et de l'éthylène. Ces hormones sont notamment impliquées dans un mécanisme de résistance systémique induite (ISR), connu pour être induit par certaines rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes. Enfin, (5) le piétin échaudage, maladie due à un champignon pathogène, déclenche chez le blé (Triticum aestivum) une réaction d'hypersensibilité et une modification de la signalisation hormonale, qui sont considérées comme des mécanismes de contrôle du métabolisme de la plante qui facilitent l'infection du pathogène. La sévérité de cette maladie est réduite en présence de vers de terre. La synthèse de ces résultats indique que les vers de terre, comme d'autres organismes du sol, modifient l'équilibre hormonal de la plante. L'homéostasie hormonale apparaît comme un élément incontournable pour prédire l'issue des interactions multiples que les plantes entretiennent avec les organismes du sol
Plants develop and evolve in interaction with soil organisms. The impact of earthworms, likely positive, has been attributed to modifications of physical, chemical or biochemical soil properties, without rigorous demonstration. In this work, techniques developed in plant science (in vitro culture, use of mutant plants and trancriptomic analysis) were used to understand the mechanism involved in the effect of earthworms on plants. Our results bring new fundamental knowledge: (1) production of signal-molecules within earthworm dejections has a positive impact on the growth of Oryza sativa and Lolium perenne. (2) These molecules act on auxin signaling, as suggested by the positive impact of the earthworm on the growth of A. thaliana double mutant aux1-7;axr4-2. (3) The abundance of these signal-molecules in presence of the earthworms could be related to the stimulation of bacterial communities able to produce auxin. (4) Earthworms induce an accumulation of gene transcripts known to be under control of jasmonic acid and ethylene. These two hormones are most notably involved in the defense mechanism called induced systemic resistance (ISR), known to be induced by plant growth promoting rhizobacteria. Finally, (5) Take-all disease, due to a pathogenic fungus, induced in wheat (Triticum aestivum) a hypersensitive response and a modification on hormone signaling, which are known as manipulations of plant metabolism in a way that facilitates pathogen infection. The severity of take-all disease was alleviated in the presence of earthworms. Synthesis of these results showed that earthworms, like other soil organisms, modify the hormone balance in the plant. Hormone homeostasis appeared to be an important element to predict the issue of the multiple interactions that plants established with soil organisms

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Denay, Grégoire. "Rôles des voies régulées par LEAFY dans l'initiation et la régulation du méristème floral." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAV045/document.

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Abstract:

Les plantes conservent la capacité à former de nouveaux organes tout au long de leur vie grâce au maintien de structures contenant des cellules souches, les méristèmes. La formation des fleurs, structures reproductives de la plante, est une étape essentielle de son cycle de vie. Afin d’assurer un développement floral complet, un méristème doit être formé de novo au sein du jeune bouton floral. Des données éparses de la littérature indiquent que le facteur de transcription LEAFY, en plus d’être un régulateur clé de l’identité florale, est aussi impliqué dans la mise en place du méristème floral.Dans la première partie de ce travail nous explorons le rôle de LEAFY dans l’initiation du méristème floral. Cette étude est concentrée sur un gène cible de LEAFY, le facteur de transcription REGULATOR OF AXILLARY MERISTEMS1 (RAX1). Nous montrons notamment que la voie régulée par LEAFY/RAX1 agit en parallèle du facteur de transcription REVOLUTA pour permettre la mise en place du méristème floral.Dans la deuxième partie de ce travail nous étudions les propriétés du domaine N-terminal de LEAFY. Ce domaine permet l’oligomérisation de LEAFY ainsi que potentiellement sa liaison aux régions fermées de la chromatine. Nous étudions également de manière plus exploratoire le rôle de ce domaine dans la régulation de l’expression du gène AGAMOUS, un important régulateur du développement floral
Plants have the capacity to continuously produce organs throughout their life because they maintain stem cells containing structures called meristems. The formation of flowers is an essential step of the plant’s life-cycle. In order to ensure flower development, a new meristem must be formed within the young flower bud. Various data across the literature indicate that the transcription factor LEAFY is involved flower meristem formation in addition to its role as a master regulator of flower identity.In the first part of this work we explore the role of LEAFY in the initiation of flower meristem. This study focuses on a LEAFY target gene, the transcription factor REGULATOR OF AXILLARY MERISTEMS1 (RAX1). We show that the LEAFY/RAX1 pathway acts in parallel of the transcription factor REVOLUTA to allow flower meristem formation.In the second part of this work we study the properties of the N-terminal domain of LEAFY. This domain mediates LEAFY oligomerization and potentially its binding to closed chromatin regions. We also study in a more prospective manner the role of this domain in the transcriptional regulation of AGAMOUS, an important regulator of flower development

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Aubert, Yann. "Rôles de deux protéines à EF-Hand dans les réponses au stress hydrique et à l'acide abscissique : analyse fonctionnelle de RD20, une caléosine et de CML9, une forme divergente de calmoduline." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1327/.

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Abstract:

Afin d'assurer le maintien de leur croissance et de leur développement, les végétaux activent des réseaux de signalisation complexes faisant intervenir des hormones et des messagers secondaires dont l'acide abscissique et le calcium qui vont permettre la mise en place de réponses adaptatives. Le présent travail a pour objet l'étude de deux protéines de liaison au calcium à motif EF-hand chez Arabidopsis : RD20, une caléosine et CML9, une forme divergente de calmoduline. Ces deux gènes, induits de façon rapide et transitoire par un stress hydrique et par l'ABA ont fait l'objet d'une analyse fonctionnelle par génétique inverse. La majeure partie de ce travail, a été consacré à RD20, une caléosine " stress-spécifique " et à l'étude de son rôle dans les réponses des plantes au stress hydrique. L'expression du gène RD20 est limitée au système caulinaire et une forte expression est observée au niveau des stomates. L'utilisation de lignées knock-out ou sur-exprimant le gène RD20 montre que RD20 est impliquée dans les mécanismes de croissance, de développement et de tolérance en conditions de stress hydrique via une altération des mouvements stomatiques ABA dépendante. Par ailleurs, RD20 présente toutes les caractéristiques des péroxygénases ce qui suggère que RD20 contribue à la signalisation lipidique via la génération de composés de type oxylipines et/ou à l'élaboration ou à la modification de la cuticule. Enfin, la contribution de CML9, une calmoduline-like protéine, à la régulation des mouvements stomatiques est présentée
Like all living organisms, plants are subjected to constant changes in their environment. To ensure their continued growth and development under these conditions, plants activate networks signaling complexes involving hormones and second messengers including abscisic acid and calcium that allow the establishment of adaptive responses. The present work aims to study two proteins calcium-binding EF-hand motif in Arabidopsis: RD20, a caleosin and CML9, a divergent form of calmodulin. These two genes, rapidly and transiently induced by water stress and ABA were analyzed using functional reverse genetics. Much of this work has been devoted to RD20, a stress-specific caleosin and to the investigation of its role in plant responses to water stress. The RD20 gene expression is limited to shoot and a strong expression occurred in the stomata. The use of a knockout mutant line and over-expressing transgenic lines showed that RD20 is involved in the regulation of growth, development and tolerance to water stress conditions through an alteration of stomatal movements in an ABA-dependent manner. Furthermore, RD20 exhibits all features required for a peroxygenase suggesting that RD20 contributes to lipid signaling via the generation of oxylipin-like compounds and / or the development or modification of the cuticle. Finally, the contribution of CML9, a calmodulin-like protein in the regulation of stomatal movements is presented. Although cml9 mutant lines exhibit increased tolerance to water stress, it was shown that CML9 is not a key player in regulating stomatal movements

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Aubry, Emilia. "Rôle des transporteurs SWEET dans le développement du système vasculaire d'Arabidopsis thaliana, la croissance et l'adaptation de la plante à son environnement." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS583.

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Abstract:

La hampe florale d’Arabidopsis thaliana se compose des inflorescences latérales, des feuilles caulines, des fleurs et des siliques et représente 60% de la biomasse de la plante, principalement grâce à la présence de la paroi secondaire des cellules de xylème. Au cours de la formation de la paroi secondaire une quantité importante de sucres est nécessaire. Cependant les mécanismes moléculaires impliqués dans le transport de ces sucres restent à ce jour inconnus. Des travaux précédents ont suggéré que les transporteurs SWEET11 et SWEET12, membres de la famille des SWEETs (Sugar Will Eventually Be Exported Transporters) pourraient permettre ce transport entre les cellules du xylème. De plus, les transporteurs tonoplastiques SWEET16 et SWEET17 seraient également de bons candidats. Afin de mieux comprendre le rôle des SWEET dans le développement, la croissance et la physiologie des plantes, la caractérisation fonctionnelle des simples, doubles, triples et quadruple mutants sweet a été réalisée. Après avoir cartographié finement le domaine d’expression de ces gènes, une analyse phénotypique et métabolomique a été réalisée. Les résultats obtenus suggèrent un rôle important des transporteurs plasmalémmiques SWEET11 et SWEET12 dans la balance C/N, particulièrement au moment de l’induction florale mais également en favorisant la remobilisation de l’azotevers les graines. De plus, l’analyse de leur domaine d’expression ainsi que l’utilisation d’une technique de microscopie basée sur de la segmentation et de la spectroscopie vibrationnelle sur les différents mutants ont permis de suggérer que les SWEETs jouent un rôle clé dans le développement des fibres et des vaisseaux. En effet, SWEET16 pourrait intervenir au moment de la division cellulaire et de l’accroissement cellulaire alors que SWEET17 interviendrait quant à lui au moment de la formation et du renforcement de la paroi secondaire des vaisseaux et/ou fibres. Enfin, le comportement des mutants a été observé en conditions de stress abiotiques (sécheresse, résistance au gel, températures fraiches) par GC-MS et des analyses histologiques. Les résultats obtenus montrent que les mutants présentent une meilleure résistance au gel et à des températures fraîches mais pas à la sécheresse. Globalement, les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de montrer que les transporteurs SWEETs ont des rôles spécifiques et complémentaires dans le développement, la croissance et la physiologie de la plante. De plus ces travaux mettent en lumière le rôle central des échanges de sucres entre la vacuole et le cytosol au moment de l’accroissement cellulaire des vaisseaux ainsi que l’importance des cellules voisines à proximité des vaisseaux pour subvenir à l’épaississement de leurs parois
Arabidopsis thaliana’s floral stem is composed of axillary stems, cauline leaves, flowers and siliques and represents 60% of the plant biomass, thanks to the secondary cell wall in the xylem conductive cells. During the secondary cell wall formation, an important amount of sugars is needed. However, the mechanisms by which sugars are transported to their site of use are far from being understood. Previous work suggested that SWEET11 and SWEET12, members of the SWEET family (Sugar Will Eventually Be Exported Transporters) could achieve this task. Moreover, SWEET16 and SWEET17 that are tonoplastic transporters located in the xylem cells could also be good candidates. To further understand the role of the SWEET in the development, the growth and the physiology of the plant, I analyzed simple, double, triple and quadruple mutant lines of SWEET11, SWEET12, SWEET16 and/or SWEET17. First, their expression patterns were mapped spatially and temporally. Furthermore, using growth parameters kinetics and metabolomics approach, our results suggest that SWEET11 and SWEET12 play a key role in the C/N balance especially around the floral stem emergence and by enhancing the nitrogen remobilization to the seeds. Moreover, analysis of their expression pattern, a segmentation-based approach and vibrational spectroscopy analysis of the mutant lines allow to suggest that SWEETs transporters play a key role in vessel and/or fiber development. Indeed, SWEET16 might act during cell division and cell enlargement whereas SWEET17 has been shown to act on the secondary cell wall formation and reinforcement. Finally, the behavior of the mutant lines was assessed under different abiotic stress conditions (drought, cold and freezing temperatures) by using metabolomic analysis or histological studies. Our results show that even if the mutant lines are more tolerant to freezing and cold stress, they are not more resistant to drought. Overall, this work suggests specific and complementary roles of these SWEETs during plant growth, development and physiology. It highlights also the importance of the sugar transport between vacuole and cytosol role during cell elongation and the importance of neighboring living cells during the cell wall reinforcement

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Puga, Freitas Ruben, and Freitas Ruben Puga. "Effet du ver de terre Aporrectodea caliginosa sur la croissance des plantes, leur développement et leur résistance aux pathogènes : réponse physiologique et moléculaire de la plante à l'émission de molécules-signal." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00804633.

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Abstract:

Les plantes se développent et évoluent en interaction avec les organismes du sol. L'impact des vers de terre sur la croissance des plantes, généralement positif, a été attribué à des modifications physiques, chimiques ou biochimiques du sol, souvent sans démonstration rigoureuse. Dans ce travail, les techniques développées en sciences du végétal (culture in vitro, utilisation de mutants et transcriptomique) ont été utilisées afin de comprendre les mécanismes à l'origine de l'effet des vers de terre sur les plantes. Nos résultats apportent de nouvelles connaissances fondamentales: (1) la production de molécules-signal à l'intérieur des déjections de vers de terre a un impact significatif sur la croissance d'Oryza sativa et Lolium perenne. (2) Ces molécules agissent sur la voie de signalisation fortement liée à l'auxine, comme suggéré par l'effet significatif du ver de terre sur la croissance du double mutant d'A. thaliana aux1-7;axr4-2. (3) L'abondance de ces molécules-signal en présence de vers de terre pourrait être liée à la stimulation de certaines populations bactériennes capables de synthétiser de l'auxine. (4) Le ver de terre induit une accumulation de transcrits pour des gènes sous contrôle de l'acide jasmonique et de l'éthylène. Ces hormones sont notamment impliquées dans un mécanisme de résistance systémique induite (ISR), connu pour être induit par certaines rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes. Enfin, (5) le piétin échaudage, maladie due à un champignon pathogène, déclenche chez le blé (Triticum aestivum) une réaction d'hypersensibilité et une modification de la signalisation hormonale, qui sont considérées comme des mécanismes de contrôle du métabolisme de la plante qui facilitent l'infection du pathogène. La sévérité de cette maladie est réduite en présence de vers de terre. La synthèse de ces résultats indique que les vers de terre, comme d'autres organismes du sol, modifient l'équilibre hormonal de la plante. L'homéostasie hormonale apparaît comme un élément incontournable pour prédire l'issue des interactions multiples que les plantes entretiennent avec les organismes du sol

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Chen, Gwennaëlle. "Rôles de polygalacturonases (PG) dans le développement racinaire, chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Amiens, 2018. http://www.theses.fr/2018AMIE0022/document.

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Abstract:

La paroi des cellules végétales subit des modifications afin de s'assouplir ou de se rigidifier selon les besoins de la plante. Cette paroi est une structure complexe, composée de cellulose, d'hémicellulose et de pectines. Les modifications subies par les pectines au cours de l'élongation cellulaire sont encore assez peu caractérisées. Dans ce contexte, le but de ce projet est d'étudier le rôle de deux polygalacturonases (PG) dans le développement racinaire de la plante modèle A. thaliana. Les PG sont des enzymes de dégradation des homogalacturonanes (HG), le composant pectique majoritaire de la paroi primaire. Notrehypothèse est que les PG dégradent partiellement les HG des parois longitudinales des cellules racinaires en élongation. Cette dégradation engendrerait un assouplissement pariétal localisé, permettant la croissance anisotropique des cellules. Nos résultats indiquent que les gènes des deux PG étudiées, nommés PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) et PG ROOT (PG R) sontexprimés de façon complémentaire dans la racine, l'un dans le méristème racinaire (PG RAM), et l'autre dans la zone d'élongation et de différenciation (PG R). De plus, la sur-expression de la protéine PG R entraine une augmentation de l’élongation des hypocotyles étiolés, ainsi qu'une augmentation de la densité de racines latérales par rapport au sauvage, démontrant son rôle dans le développement racinaire et dans l'allongement cellulaire. Enfin, nous avons démontré que l'expression des gènes de ces PG était contrôlée de façon différentielle par les facteurs de transcription de la famille PLETHORA (PLT)
Plant cell wall structure is modified to control its stiffness or flexibility according to plant’s requirements. The cell wall is a complex structure, composed of cellulose, hemicelluloses and pectins. Pectin modifications during cellular elongation are not very well characterized. In this context, the aim of this project is to study the roles of two polygalacturonases (PG) in the root development on the model plant A. thaliana. PG are homogalacturonans (HG) degradation enzymes, HG being the major pectic component of the primary cell wall. This degradation would lead to a local parietal relaxation, allowing anisotropic growth of the cells. Our results show that the two studied PG, named PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) and PG ROOT (PG R), are expressed in complementary areas of the root, either in the root apical meristem (PG RAM) or in the elongated and differenciated root tissues (PG R). Furthermore, the over-expression of PG R results in longer etiolated hypocotyls and increases root density when compared to wild-type, demonstrating its function in root development and in cell elongation. Finally, we demonstrated that expression of these two PG genes is under the control of PLETHORA (PLT) family transcription factors, by differentially ways

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Regnault, Thomas. "Biosynthèse et transport des gibbérellines chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ098/document.

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Abstract:

Les gibbérellines (GA) sont une classe de phytohormones modulant différents aspects du développement des plantes. La biosynthèse des GA est catalysée par l’activité de différentes classes d’enzymes permettant la formation des formes bioactives. Si les mutants de biosynthèse sont nains, un excès de l’hormone provoque croissance excessive et stérilité. Ainsi, les plantes ont développé des mécanismes efficaces leur permettant de maintenir une concentration optimale de GA bioactives. Un niveau supplémentaire de régulation peut être constitué par une séparation spatiale de la biosynthèse dans différents types cellulaires et organes. A l’aide d’approches variées, nous démontrons qu’une forme intermédiaire est mobile sur de longues distances. Ce transport s’effectue à travers les vaisseaux vasculaires de la plante, et pourrait impliquer des transporteurs. Ensembles, nos résultats révèlent la nature et les propriétés biologiques du transport de GA sur de longues distances chez Arabidopsis
Gibberellins (GA) are a class of diterpenoid hormones regulating major aspects of plant growth. GA biosynthesis from GGDP is catalyzed by the activity of different classes of enzymes leading to the formation of the active forms of GA. Thus GA biosynthesis mutants are dwarfs and late flowering, while GA overdose causes excessive growth and sterility. Therefore plants have evolved efficient mechanisms to maintain optimal levels of bioactive GA. However, an additional level of regulation may reside in the separation of the GA biosynthetic pathway into distinct cell types and organs. Through micro-grafting, genetic and biochemical approaches, we demonstrate that a GA intermediate is mobile over long distances in Arabidopsis. Moreover, this transport occurs through vascular tissues of the plant, and may involve specific transporters. Altogether, our results reveal the nature and the biological properties of GA long distances transport in Arabidopsis

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Braun, Nils. "Caractérisation fonctionnelle de la protéine de liaison d'auxine ABP1 au cours du développement chez Arabidopsis thaliana." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112333.

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Abstract:

Dans le but d’étudier le rôle de la protéine ABP1, impliquée dans la perception de l’auxine, nous avons décidé de générer des mutants conditionnels pour cette protéine. Nous avons utilisé une approche d’immunisation cellulaire, consistant à exprimer un scFv capable d’interagir de manière antagoniste avec la protéine. Cette approche avait été auparavant validée chez les cellules de tabac BY2. L’expression du scFv et d’un ARN antisens d’ABP1 ont été placées sous le contrôle d’un promoteur inductible à l’éthanol chez Arabidopsis thaliana. Nous avons montré que l’inactivation d’ABP1, générait des phénotypes sévères. Il a été mis en évidence un rôle de la protéine dans le contrôle du gravitropisme, du phototropisme, de la croissance des parties aériennes, des racines primaires et latérales ainsi que de la fertilité. L’étude comparée des phénotypes avec de nombreux mutants, ainsi que des expériences de suivi de l’expression de gènes de réponses à l’auxine, ont permis d’identifier des modifications de l’expression de certains gènes clefs. Il a ainsi pu être montré un lien fort entre l’activité de la protéine ABP1 et l’accumulation de certains transcrits de gènes de réponses à l’auxine. Il a été mis en évidence une modification du déroulement du cycle cellulaire. Celles-ci ont été confirmées par le dosage des transcrits de nombreux gènes impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire. Ces observations confirment qu’ABP1 joue un rôle clef à tous les stades de développement de la plante. Les lignées de mutants conditionnels ainsi générés, représentent une ressource unique pour mieux comprendre la fonction de la protéine dans les voies de signalisation par l’auxine
In order to study the part played by ABP1 protein during plant development, conditional mutants have been generated. A cellular immunization approach was chosen. It consists in expressing a scFv (a kind of mini antibody) directed against the protein with an antagonist action. Some results had already been achived in the lab through this method, showing that BY2 cells expressing this scFv are not able to perform cell cycle anymore. The scFv expression and an antisens RNA for ABP1 have been placed under the control of an ethanol inducible promoter in Arabidopsis thaliana. Several independant lines have been generated for each construction and show the same phenotype. Whenever the scFv or antisens are expressed it causes severe growth defect in the plant and leads to alteration of gravitropism, phototropism, primary root growth, lateral root formation, aerial organs growth and sterility. Comparison of those phenotypes with already known auxin mutants and apparition kinetics of auxin induced genes expression in those plants have led to the identification of modifications in key auxin-related genes expression. A strong link has also been demonstrated between ABP1 and cell cycle in root tip, lateral root primordia and aerial organs. This link has been confirmed by cell cycle-related transcript quantification. Those results highlight the strong link between ABP1, cell cycle control and plant development. The conditional mutant lines for ABP1 thus generated are a unique material for a better understanding of ABP1’s role in auxin signaling in plant

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Pantin, Florent. "Ontogenèse des déterminismes hydrauliques et métaboliques de la croissance foliaire chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20145.

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Abstract:

La performance d'une plante repose en partie sur sa capacité à capturer l'énergie lumineuse via la croissance foliaire. La littérature souligne deux limitations majeures de la croissance, de nature métabolique ou hydraulique. Nous testons ici l'hypothèse originale que l'importance relative de ces deux limitations est structurée par l'ontogenèse de la feuille chez Arabidopsis thaliana. Nous montrons que la disponibilité en carbone restreint la croissance des jeunes feuilles, tandis qu'une compétition hydraulique entre croissance et transpiration s'accroît au cours de l'ontogenèse. La mise en place de cette limitation hydraulique s'explique par une dégradation de la capacité du xylème et probablement des aquaporines à approvisionner la feuille en eau, malgré une diminution ontogénétique de la transpiration. Cette dernière est la conséquence de l'acquisition progressive de la sensibilité des stomates aux signaux de fermeture, notamment l'obscurité et l'acide abscissique (ABA), hormone induite par la sécheresse. Enfin, nous mettons en évidence une nouvelle composante de la sensibilité stomatique à l'ABA, conservée chez des mutants décrits comme insensibles à cette hormone : l'ABA induit une diminution de la conductance hydraulique foliaire qui abaisse le potentiel hydrique foliaire et in fine la conductance stomatique. Ce mécanisme chez les feuilles développées contribuerait sous stress hydrique à rediriger le flux d'eau vers les feuilles en croissance. Plus généralement, le contrôle des stomates par des mécanismes hydrauliques induits par l'ABA pourrait être une composante majeure de l'ajustement entre offre et demande en eau chez les plantes soumises à un stress hydrique
In plants, leaf growth is the central process allowing energy capture and space colonization. The literature suggests that leaf growth is predominantly determined by metabolic and hydraulic limitations. Here, we test the original hypothesis that the relative importance of metabolics and hydraulics on the control of leaf growth is organized according to leaf ontogeny in Arabidopsis thaliana. We show that leaf carbon balance limits growth of the young leaves which therefore grow at a slower rate in the nighttime, while a hydraulic limitation gradually establishes in the daytime, when growth and transpiration competes for water. This gradual hydraulic limitation is underlain by a deterioration of leaf venation and probably aquaporins capacity to supply water to the leaf, despite an ontogenetic decrease in transpiration. This decline in transpiration occurs because stomata acquire throughout leaf ontogeny their sensitivity to the major closure signals, including darkness and abscisic acid (ABA), a hormone induced by drought. Finally, we discover a novel component of stomatal sensitivity to ABA, conserved in mutants described as insensitive to ABA in isolated epidermis: ABA induces a decrease in leaf hydraulic conductance which lowers leaf water potential and stomatal conductance according to a hydraulic cascade. Decreasing leaf hydraulic conductance through ABA action in fully expanded leaves would contribute to redirect water flow to the young leaves under water stress. More generally, controlling stomata by ABA-induced hydraulic mechanisms could be a crucial component of the coordination between water supply and water demand in plants under water challenging conditions

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Mantelin, Sophie. "Effet stimulateur d'une souche PGPR de Phyllobacterium sur la croissance d'arabidopsis thaliana : Caractérisation de la réponse morphogénétique du système racinaire et impact sur la nutrition azotée." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20214.

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Turbant, Amélie. "Modification des pectines et développement de la graine d'Arabidopsis thaliana." Amiens, 2014. http://www.theses.fr/2014AMIE0115.

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Abstract:

La paroi primaire des cellules végétales est composée majoritairement de polysaccharides, notamment de microfibrilles de cellulose et d'hémicelluloses maintenues dans une matrice de pectines (Cosgrove, 2001). Parmi ces dernières, les homogalacturonanes (HG) qui sont les plus abondants peuvent être modifiés par des enzymes pariétales à l'origine de changements de structure de la paroi (Yadav et al. , 2009). Les gènes codant certaines de ces enzymes sont exprimés dans la graine d'Arabidopsis thaliana, suggérant un rôle de celles-ci dans le développement de la graine. L'étude de mutants d'insertion obtenus pour certains de ces gènes a mis en évidence un rôle de la pectine méthylestérase 58 (PME58) dans la structuration du mucilage. Le mucilage est une matrice riche en pectines produite par les cellules épidermiques du tégument de la graine et libérée lors de leur imbibition. Notre étude a montré que la PME58 est impliquée dans la déméthylestérification des HG présents dans le mucilage, dont la majorité provient probablement de la fragmentation des parois primaires des cellules épidermiques lors de l'extrusion du mucilage. L'étude des mutants pme58 par des approches analytiques et par immunodétection a montré que la PME58 est impliquée dans la régulation de la structuration et de la cohésion du mucilage, via la modulation des interactions entre les composants pectiques et cellulosiques

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Lucas, Mikaël. "Flux d'auxine et ramification racinaire chez Arabidopsis thaliana : vers une racine virtuelle." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20047.

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Abstract:

Les plantes dépendent de leur système racinaire pour leur ancrage au substrat et leur nutrition hydrique et minérale. La bonne réalisation de ces fonctions dépend fortement de l'architecture du système racinaire dans son ensemble. Dans la plante modèle Arabidopsis thaliana, la ramification racinaire est la résultante d'événements d'initiation et d'émergence de nouvelles racines latérales, et présente un fort lien avec l'hormone végétale auxine. Le déroulement des événements d'initiation et d'émergence est aujourd'hui bien décrit aux échelles moléculaire et cellulaire, mais peu de données sont disponible pour expliciter la régulation globale de ces événements. A l'aide d'une approche mêlant biologie, analyse mathématique et modélisation informatique, cette thèse s'est attachée à élucider les mécanismes de régulation de ces événements chez Arabidopsis, afin de proposer une vue intégrée de la ramification racinaire
Plants depend on their roots for anchorage and nutrition. The architecture of the root system a key factor for these two functions. In the model plant Arabidopsis thaliana, root branching is the composotion of events of initiation and emergence of new lateral roots. While individuals events of initiation and emergence are well described at the cellular and molecular level in Arabidopsis and are known to be linked with the plant hormone auxin, little is known about the precise mechanisms regulating those events. Using an approach combining biology, mathematical analyses and computer modelling, this thesis project aimed to elucidate those mechanisms in Arabidopis, and to propose an integrated view of root branching

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Crowell, Elizabeth. "Dynamique et régulation des protéines impliquées dans la synthèse de cellulose chez arabidopsis thaliana." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112270.

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Abstract:

La croissance et l'architecture des plantes reposent sur l'expansion cellulaire anisotrope. Le relâchement pariétal, modulé par l’orientation des microfibrilles de cellulose déposées autour de chaque cellule végétale, permet de contrôler l’expansion cellulaire. La cellulose est synthétisée par des complexes cellulose synthases (CSCs) au niveau de la membrane plasmique. Le mouvement des CSCs, et en conséquence le dépôt ordonné de la cellulose, est guidé par les microtubules corticaux par un mécanisme encore inconnu. La présence de la protéine membranaire KORRIGAN1 (KOR1), une endo--1,4-glucanase, est aussi nécessaire pour la synthèse de la cellulose. Par des approches combinées de biologie cellulaire et de biochimie, nous avons montré que trois isoformes différentes de cellulose synthase sont nécessaires pour constituer un CSC fonctionnel de paroi primaire. Nos différents résultats suggèrent que les CMTs non seulement guident les trajectoires des CSCs dans la membrane plasmique mais aussi régulent l’insertion et l’internalisation des CSCs. Nous avons également montré que les microtubules corticaux contrôlent la réorientation globale des trajectoires des CSCs et que la paroi de la face interne de l’épiderme contrôle l'expansion cellulaire de l'hypocotyle chez Arabidopsis. Ces données suggèrent que les CSCs interagissent directement avec les CMTs ou via un facteur associé aux CMTs. Par des approches similaires, nous avons également montré que la protéine KOR1 est associée aux CESAs impliquées dans la mise en place de la paroi primaire. En conclusion, nous avons mis en évidence de nouvelles interactions entre les CESAs et le cytosquelette d'une part, et les CESAs et KOR1 d'autre part, qui permettent de proposer un nouveau modèle pour la machinerie de biosynthèse de la cellulose et sa régulation
Plant development and architecture result from anisotropic cell expansion. Cell wall yielding controls cell shape and expansion, and is modulated in part by the oriented deposition of cellulose microfibrils around the cell. Cellulose is synthesized by motile cellulose synthase complexes (CSCs) in the plasma membrane, whose movement is directed by cortical microtubules through an unknown mechanism. In higher plants, the KORRIGAN1 (KOR1) membrane-bound endo--1,4-glucanase is also required for cellulose synthesis. Using cell biology and biochemical approaches, we have demonstrated that three different CESA isoforms are required for primary cell wall cellulose synthesis. We find that CSC delivery to the plasma membrane is regulated by pauses of the Golgi apparatus along cortical microtubules. Our results illustrate that cortical microtubules not only guide the trajectories of CSCs in the plasma membrane, but also regulate their secretion and internalization. We have also shown that cortical microtubules mediate global reorientation of CSC trajectories during growth, and provide evidence that the cell wall on the inner epidermal face drives anisotropic cell expansion of the hypocotyl in Arabidopsis. Together, our data support the hypothesis that CSCs physically interact with cortical microtubules or a microtubule-associated factor, yielding insight into the mechanism by which cortical microtubules may direct CSC trajectories. We have also conducted parallel studies of the dynamics and localization of the KOR1 endo--1,4-glucanase, and find that it associates with the CSC through specific interactions with primary CESAs. In conclusion, our research has shed light on the complex interactions between CESA isoforms, KOR1, and the cytoskeleton, offering a more comprehensive model for the regulation of cellulose synthesis and deposition

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Reyt, Guilhem. "Régulation et fonction des ferritines chez Arabidopsis thaliana : implication dans le développement racinaire." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20168/document.

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Abstract:

Le fer est un élément essentiel pour les cellules car il est le cofacteur de nombreuses protéines impliquées dans de multiples processus biologiques comme la photosynthèse et la respiration. Cependant, l'excès de fer peut être délétère pour la cellule, car il peut réagir avec l'oxygène pour former des espèces réactives de l'oxygène (ROS). Les ferritines sont des protéines chloroplastiques codées par le génome nucléaire permettant de stocker le fer en excès sous forme non toxique. Chez les végétaux, la synthèse des ferritines est majoritairement régulée au niveau transcriptionnel en réponse au fer contrairement aux animaux où elle est majoritairement régulée au niveau post-transcriptionnel. Toutefois, une régulation post-transcriptionnelle a été mise en évidence pour le gène de ferritine AtFer1. L'ARNm d'AtFer1 est déstabilisé en réponse à un stress oxydatif généré par un excès de fer. Cette régulation fait intervenir un élément cis nommé DST (DownSTream) localisé dans la région 3' transcrite non traduite de ce transcrit (3'UTR). Chez deux mutants précédemment identifiés comme agissant en trans (dst1 et dst2), cette régulation est affectée. Une caractérisation physiologique de ces mutants a permis de montrer que cette voie de dégradation est un mécanisme essentiel contrôlant la physiologie et la croissance de la plante en réponse à un stress oxydatif. D'autre part, l'expression d'AtFer1 ainsi que d'autres gènes codant des protéines chloroplastiques est régulée par un acteur de la machinerie de dégradation des ARNm, l'exoribonucléase XRN4. Ces ARNm codant des protéines chloroplastiques seraient localisés à la surface des chloroplastes. Cette localisation ferait intervenir des acteurs de la machinerie de dégradation des ARNm. La localisation subcellulaire du transcrit AtFer1 a été estimée par deux approches. L'ARNm d'AtFer1 a été visualisé par une technique d'imagerie, l'hybridation in situ révélé par fluorescence (FISH) (i). L'accumulation d'ARNm codant des protéines chloroplastiques a été évaluée dans deux fractions (chloroplastes isolés et feuilles entière) afin de savoir si certain ARNm se retrouvent enrichis dans la fraction chloroplastique (ii). Les résultats obtenus suggèrent que l'ARNm d'AtFer1 serait localisé autour des chloroplastes, cependant cette localisation ne semble pas être affectée chez le mutant xrn4. Enfin, ce travail a permis de caractériser la régulation et la fonction des ferritines dans les racines d'Arabidopsis. Le fer en excès induit la synthèse de ferritines dans les racines, AtFer1 puis AtFer3 sont les gènes de ferritines les plus exprimés dans cet organe. Les racines de plantes cultivées en excès de fer présentent des spots de fer dans les cellules de l'endoderme et du péricycle, là où l'expression des gènes AtFer1 et AtFer3 est retrouvée. Ces spots sont absents dans un triple mutant fer1-3-4. L'excès de fer diminue la longueur de la racine primaire de manière indépendante des ferritines. Par contre, l'excès de fer modifie la densité et l'élongation des racines latérales, ces deux modifications requièrent la présence des ferritines. Lors d'un excès de fer, les ferritines participent à la mise en place du gradient de H2O2 et de O2.- entre les zones de prolifération et de différentiations. Ce gradient est impliqué dans le contrôle la croissance racinaire
Iron is essential for cells because it is the cofactor of many proteins involved in many biological processes such as photosynthesis and respiration. However, iron in excess can be deleterious to the cell due to its capacity to react with oxygen to form reactive oxygen species (ROS). Ferritins are plastidial proteins encoded by nuclear genes in order to store iron in a safe form. In plants, ferritin synthesis is mainly regulated at the transcriptional level in response to iron in contrast to animals, where it is mainly regulated at the post-transcriptional level.However, post-transcriptional regulation has been shown for the ferritin gene AtFer1. The AtFer1 mRNA is destabilized in response to oxidative stress generated by an excess of iron. This regulation involves a cis element called DST (DownSTream) located in the 3' untranslated region (3'-UTR) of this transcript. In two mutants previously identified as trans-acting (dst1 and dst2), this regulation is affected. Physiological characterizations of these mutants have shown this pathway is an important mechanism to control physiology and plant growth in response to oxidative stress.On the other hand, AtFer1 expression and expression of other genes encoding chloroplast proteins are regulated by a component of the mRNA decay machinery, the exoribonuclease XRN4. These mRNAs encoding chloroplast proteins would be localized on the surface of chloroplasts. This location would involve component of the mRNA decay machinery. The subcellular localization of AtFer1 mRNA was estimated by two approaches. AtFer1 mRNA was visualized by an imaging technique, fluorescent in situ hybridization revealed by (FISH) (i). Accumulation of mRNA encoding chloroplast proteins was evaluated in two fractions (purified chloroplasts and total leaves) to determine if some mRNAs are found enriched in the chloroplast fraction (ii) . Our results suggest that the AtFer1 mRNA is localized around chloroplasts, however, this location does not seem to be affected in the xrn4 mutant. Finally, this work has shown the regulation and function of ferritins in the roots of Arabidopsis. Iron in excess induces ferritin synthesis in roots, and AtFer1 then AtFer3 are the most expressed ferritin genes in this organ. Roots grown in iron excess present spots of iron in the cellular layers of the endoderm and pericycle, where AtFer1 and AtFer3 ferritin genes are expressed. This staining disappears in a triple fer1-3-4 ferritin mutant. Fe in excess decreases primary root length independently of the ferritins. In contrast, Fe excess mediated alteration of lateral root density and mean length requires ferritins, in particular at the highest Fe concentration tested. During an iron excess, ferritin are involved in the establishment of the H2O2 and O2.- gradient between proliferation and differentiation zones. This gradient is known to control of root growth

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Simon, Mathilde. "Fonction des phosphatidylinositol phosphates dans la compartimentation cellulaire et le développement chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSL1048.

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Abstract:

Par quel mécanisme les protéines de signalisation sont ciblées à un compartiment membranaire spécifique est une question fondamentale en biologie cellulaire. Les phosphatidylinositol phosphates (PIPs) sont des lipides anioniques qui jouent un rôle majeur dans ce phénomène. Ces lipides sont en très faible quantité dans la bicouche membranaire mais sont des sites d'ancrage spécifiques aux différents compartiments membranaires, et contribuent ainsi à leur identité. Il a été proposé que cette organisation s'apparente à un "code", qui peut être lu par des protéines qui intéragissent spécifiquement avec ces PIPs (Kutateladze 2010). Nous avons établi une carte de la localisation des différents PIPs dans les cellules d'épiderme racinaire chez Arabidopsis, et nous avons trouvé que les PIPs ne s'accumulent pas à un compartiment donné mais plutôt que chaque PIP est distribué dans plusieurs compartiments distincts, et à différentes concentrations (Simon, Platre et al., 2014). Ces données suggèrent que le "code PIP" n'est pas suffisant pour expliquer la sélection des protéines liant les lipides parmi les différents compartiments membranaires de la cellule chez la plante. Les PIPs sont des lipides négativement chargés et nous avons proposé que cette propriété physique pourrait contribuer à l'identité des membranes en régulant leurs charges de surface. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons développé une collection de biosenseurs génétiquement codés pour analyser les charges de surface des membranes au niveau subcellulaire, in vivo. Nous avons trouvé que la membrane plasmique a une signature électrostatique spécifique contrôlée par le PI(4)P. De plus, ce champ électrostatique dépendent du PI(4)P contrôle la localisation et la fonction de plusieurs protéines agissant en aval de récepteurs kinase ou impliquées dans certaines voies de signalisation hormonale tel que l’auxine ou les brassinosteroïdes. Ainsi, les PI(4)P sont de véritables marqueurs de la membrane plasmique qui sont essentiels pour l’homéostasie des membranes et le développement des plantes
How signaling proteins are targeted to specific membrane compartments is a fundamental question in cell and developmental biology. Phosphoinositides, a class of anionic lipids, take center stage in this process. They are minor lipids of the membrane bilayer that provide specific docking sites on membrane compartments and contribute to their identity. As such it has been proposed that there is a “phosphoinositide code” that allows the targeting of lipid binding proteins to specific membrane compartments (Kutateladze 2010). We recently mapped the localization of the different phosphoinositides in Arabidopsis epidermal cell, and found that they do not accumulate to a specific compartment but rather that each phosphoinositide is distributed to several compartments, albeit at different concentration (Simon et al., 2014). These data suggest that, unlike in other eukaryotic cells, the “phosphoinositide code” hypothesis is not sufficient to explain membrane selectivity of lipid binding proteins in plants. Phosphoinositides are negatively charged lipids and we hypothesized that this physical property might also contribute to membrane identity by regulating surface charges. To investigate membrane electrostatic properties at the subcellular level, we designed a set of genetically encoded biosensors able to report membrane surface charges. We found that the plasma membrane (PM) has a specific electrostatic signature that is controlled by the phosphoinositide PI4P. We further show that this PI4P-dependent electrostatic field controls the PM localization and function of several proteins involved in receptor kinase and phytohormone signaling as the auxin or brassinosteroids. Thus, PI(4)P are plasma membrane markers which are essential for the membrane homeostasis and plants development

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Bollier, Norbert. "Implication des protéines adaptatrices IMA et MIF2 dans le développement floral chez Solanum lycopersicum et Arabidopsis thaliana." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0181/document.

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Abstract:

Les gènes IMA (Inhibitor of Meristem Activity) et MIF2 (MIni zinc Finger 2) codent des protéines de la famille des « MIni zinc Finger » impliquées dans le développement et la réponse hormonale. Leur fonction est intimement liée à leur capacité d’interaction avec des protéines partenaires au travers de leur unique domaine, un doigt de zinc non-canonique. La génération et la caractérisation de plantes gain- et perte-de-fonction pour ces gènes chez Solanum lycopersicum et Arabidopsis thaliana nous a permis de mettre en évidence leur homologie fonctionnelle dans le mécanisme d’arrêt de la prolifération des cellules souches méristématiques : la terminaison florale. Au cours du développement floral précoce, leur expression est induite par le facteur de transcription à MADS-BOX AGAMOUS. Les protéines codées sont capables d’intéragir avec le facteur de transcription à doigt de zinc C2H2 KNUCKLES (KNU) et de recruter le co-facteur TOPLESS (TPL) ainsi que l’HISTONE DEACETYLASE19 (HDA19) pour former un complexe multimérique impliqué dans le remodelage de la chromatine. Ce complexe intervient ensuite afin de réprimer l’expression du régulateur majeur de la prolifération des cellules souches méristématiques WUSCHEL. Les travaux qui ont suivi ont permis de montrer qu’au-delà de leur intervention dans ce processus, les protéines IMA et MIF2 sont impliquées d’une manière plus générale dans le développement floral et l’organogenèse. Leur fonction de protéine adaptatrice est sans doute permise par le désordre intrinsèque qui les caractérise et qui leur permettrait une spécificité d’interaction avec divers partenaires protéiques
IMA (Inhibitor of Meristem Activity) and MIF2 (MIni zinc Finger 2) are two members of the MIni zinc Finger family (MIF) involved in the regulation of floral development and hormonal signaling pathways. Their ability to control physiological events is linked to their unique domain, a non canonical zinc finger, which confers to MIF the capacity to interact with other proteins. The characterization of gain- and loss-of-function lines for these genes in Solanum lycopersicum and Arabidopsis thaliana allowed us to unravel their functional homology in the termination of floral stem cell maintenance. During early floral development, IMA and MIF2 gene expression is induced by the MADS-Box transcription factor AGAMOUS. Then, IMA and MIF2 proteins recruit the C2H2 zinc finger KNUCKLES (KNU), in a transcriptional repressor complex together with TOPLESS (TPL) and HISTONE DEACETYLASE19 (HDA19). This complex binds to the WUSCHEL (WUS) locus leading to WUS repression via a chromatin deacetylation mechanism. Further work allowed us to demonstrate that IMA and MIF2 play a wider role in floral development and organogenesis. Their function as adaptor protein is probably linked to their intrinsic disorder leading to structural flexibility and interaction specificity with a large range of partners

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Wehrkamp-Richter, Sophie. "Développement d'outils pour mesurer et augmenter les fréquences de recombinaison chez le maïs et Arabidopsis thaliana." Clermont-Ferrand 2, 2008. http://www.theses.fr/2008CLF21896.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse était de développer des outils pour mesurer et augmenter les fréquences de recombinaison chez une plante d'intérêt agronomique, le maïs. La plante modèle Arabidopsis thaliana a été également utilisée pour valider plus rapidement les vecteurs développés. Différents construits rapporteurs ont été testés dans ce but : le rapporteur pPNP et un rapporteur GUS/GFP qui permet de distinguer les mécanismes de recombinaison homologue et illégitime. La capacité de détection de ces deux mécanismes a été validée à la fois chez A. Thaliana et le maïs. Les fréquences de recombinaison ont été augmentées en créant des cassures double brin (CDB) grâce à la méganucléase de levure I-Scel. Une augmentation de la RH a été obtenue chez A. Thaliana, par expression du gène I-Scel mais pas chez le maïs. En effet, il est mal exprimé dans cette plante, ainsi une version du gène optimisée pour l'expression chez le maïs a été utilisée. Ces travaux constituent une première approche, pour réaliser à terme, du ciblage de gène par recombinaison homologue chez le maïs

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Lecampion, Cecile. "Rôle respectifs des facteurs d'initiation de la traduction eIF4E ET eIF (ISO) 4E chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4096/document.

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Abstract:

L’initiation de la traduction est un processus complexe qui fait intervenir une douzaine de facteurs d’initiation. L’élément clef de ce mécanisme est le facteur eIF4E qui grâce à sa liaison avec la coiffe, recrute l’ensemble du complexe d’initiation au niveau de l’ARNm et permet l’assemblage du ribosome au voisinage du codon d’initiation. Chez Arabidopsis thaliana, il existe à coté de la protéine eIF4E, une isoforme : eIF(iso)4E. Ces deux protéines participent à l’initiation de la traduction. L’existence de ces deux protéines évoque un phénomène de redondance fonctionnelle qui est attestée par la létalité du double mutant alors que les simples mutants sont viables. Cependant, l’étude phénotypique de mutants pour les gènes eIF4E et eIF(iso)4E a permis de montrer que cette redondance est partielle et inégale. En effet, les mutants pour le gène eIF4E présentent un retard de croissance, un retard de floraison, une baisse de la fertilité, une sénescence précoce et une activité traductionnelle réduite. Inversement, le phénotype des plantes mutantes pour le gène eIF(iso)4E est comparable à celui du sauvage. Les mutations dans les gènes eIF4E et eIF(iso)4E induisent une hypersensibilité à la lumière Enfin, en présence d’un inhibiteur de TOR la croissance de la racine des plantes de la lignée mutante pour le gène eIF(iso)4E est moins inhibée que celle des plantes de la lignée sauvage
More than 12 initiation factors are involved in eukaryotic translation initiation. The key step of this mechanism is the binding of eIF4E with the cap of the mRNA. This step allows the recruitment of the initiation complex and the assembly of the ribosome close to the start codon. Arabidopsis thaliana encodes a second eIF4E protein: eIF(iso)4E. Those two proteins perform translation initiation. The existence of those two proteins suggests that they may be functionally redundant. Double mutant lethality testifies for functional redundancy. However, phenotypic studies of mutant lines for gene eIF4E and eIF(iso)4E showed that redundancy is partial and unequal. Indeed, the eIF4E mutant lines exhibit growth delay in rosette and roots, bolting delay, impaired fertility and early senescence in leaves. Translational activity is also largely impaired. On the contrary, a mutant line for the eIF(iso)4E gene has the same phenotype as wild type line. Mutant lines for eIF4E and eIF(iso)4E are more sensitive to light and accumulate anthocyanins even in normal light. On the molecular level, the amounts of mRNA of genes that are involved in high light response and their association to polysomes increase. When plants are grown on media containing a TOR inhibitor, AZD-8055, plants of the eIF(iso)4E mutant line show less root growth inhibition compared to wild type and eIF4E mutant lines. This result suggests that eIF(iso)4E could be targeted by the TOR pathway

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Froussart, Emilie. "Impacts d’agropolymères sur la germination, le développement racinaire, et les interactions plantes-microorganismes." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT130.

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Abstract:

Impacts d’agropolymères sur la germination, le développement racinaire, et les interactions plantes-microorganismes. Les travaux réalisés au cours de la thèse sont de nature exploratoire et visent à déterminer les effets physiologiques de la gomme de guar (Cyamopsis tetragonoloba) et trois de ses dérivés fonctionnalisés, sur la germination des semences, le développement racinaire des plantes et leur capacité à interagir avec un microorganisme symbiotique.Arabidopsis thaliana a été choisie comme plante modèle pour déterminer si le développement des plantes est modifié lorsqu’elles sont soumises à ces molécules, et explorer les mécanismes impliqués. Une analyse fine des modifications architecturales a été menée, via des études de microscopie et l’utilisation de plantes transgéniques. Des développements racinaires contrastés ont été mis en évidence pour deux des agropolymères fonctionnalisés, avec un raccourcissement de la racine primaire et des modifications du nombre de racines latérales. Les plantes traitées par ces deux agropolymères présentent une augmentation de la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) qui traduisent un état de stress des plantes. Ces macromolécules polysaccharidiques ne semblent pas avoir d’impact sur les nutritions carbonée et azotée des plantes.Parallèlement aux recherches entreprises avec A. thaliana, des travaux ont été menés sur l’arbre tropical actinorhizien Casuarina glauca. Cette espèce d’intérêt pour certains pays du Sud peut se développer dans les sols pauvres en raison de son association symbiotique avec l’actinobactérie fixatrice d’azote Frankia. Les résultats obtenus mettent en évidence que les polymères induisent sur C. glauca des phénotypes racinaires identiques à ceux observés avec A. thaliana. Pour ce qui concerne l’interaction symbiotique, selon l’agropolymère testé et les concentrations choisies, des impacts positifs ou négatifs ont été observés sur le processus de nodulation résultant de l’interaction avec Frankia. L’ensemble de ces travaux fournit des éléments préliminaires qui devraient permettre de promouvoir, dans le futur, ces agropolymères dans le milieu agricole comme biostimulant, afin de tendre vers une agriculture plus durable et responsable.Mots clefs : Agropolymères – germination – développement racinaire – interactions plantes / microorganismes – Arabidopsis thaliana – Casuarina glauca
Impact of agropolymers on seed germination, root development, and plant-microorganism interactionsThe work performed during this thesis is of an exploratory nature and aims at providing insight to the physiological effects of guar (Cyamopsis tetragonoloba) gum polymer and three functionalized derivatives on seed germination, root development and a symbiotic plant-microorganism interaction.Arabidopsis thaliana was chosen as model plant to determine whether plant development was modified by the presence of these polymers and to explore the mechanisms involved. A detailed microscopic analysis of the root architecture was carried out using transgenic plants. Contrasted root development was evident for two of the functionalized agropolymers. Primary roots were shorter and lateral roots distribution was modified. Biochemical analyses revealed that the plants treated by these two agropolymers exibited an increase of reactive oxygen species (ROS) production in root tissues indicating that plants are in stress conditions. Such polysaccharides did not seem to have any effects on carbon and nitrogen plant nutrition.In parallel, studies were performed on the tropical actinorhizal tree Casuarina glauca. This species is of great environmental value in mitigating desertification since is able to grow in poor tropical soils because of its symbiotic interaction with the nitrogen-fixing actinobacteria Frankia. Treatment of C. glauca with the polymers induced root phenotypes that were very similar to those observed with A. thaliana. Treatment with agropolymers resulted in positive or negative effects on the nodulation process during the symbiotic interaction between C. glauca and FrankiaTaken together this work provides preliminary evidence supporting the value of the use agropolymers as agricultural biostimulants, facilitating the development of sustainable agriculture.Key words: Agropolymers – germination – root development – plants-microormanisms interactions – Arabidopsis thaliana – Casuarina glauca

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Degrande, Delphine. "Etude de l'expression de l'acétohydroxyacide synthase (AHAS) au cours du cycle de développement de la chicorée Witloof (Cichorium intybus L. ) et effets de l'apport exogène de valine chez la chicorée et Aradopsis Thaliana." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-240.pdf.

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Abstract:

Notre etude a d'abord porte sur l'expression de l'acetohydroxyacide synthase (ahas, ec 4. 1. 3. 18) qui est la premiere enzyme commune a la biosynthese de la valine, la leucine et isoleucine. Cette etude a ete realisee chez la chicoree witloof (cichorium intybus l. ) Au cours de son cycle de developpement, ainsi que pendant le forcage de sa racine tuberisee lors de la production d'endive. Le gene de l'ahas peut etre assimile a un gene de menage car il s'exprime dans la plupart des organes. Cependant son expression est plus importante dans les organes en croissance active et les organes inflorescentiels. La racine tuberisee, quant a elle, ne presente aucune expression. Ainsi, la mise en place de la tuberisation participerait a la diminution de l'expression de l'ahas observee dans la racine au cours du developpement des plantules. Ensuite nous nous sommes interesses aux effets de l'apport exogene de valine, connue pour exercer une retroinhibition allosterique de l'ahas, parallelement chez de jeunes plantules de chicoree et d'arabidopsis thaliana. Il en resulte une inhibition reversible de la croissance. En particulier, la structure histologique de la racine est fortement alteree aussi bien dans la partie basale qu'apicale. L'apparition d'-aminobutyrate non detectable dans les plantes temoin reflete l'inhibition de l'ahas. Celle-ci s'effectue sans modification de l'expression du gene codant pour l'ahas et s'accompagne d'une augmentation de la teneur en acides amines libres. Ceux-ci ne proviennent pas de la surexpression d'enzymes impliquees dans l'assimilation azotee, la nitrate reductase et la glutamine synthetase. Un apport de valine durant quelques jours montre qu'elle est absorbee rapidement et provoque l'inhibition precoce de l'ahas chez les deux especes.

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Laggoun, Ferdousse. "Utilisation de petites molécules et d'enzymes afin de perturber la croissance polarisée et l'adhésion des tubes polliniques." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR081.

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Abstract:

Au cours de la reproduction sexuée chez les plantes supérieures, les grains de pollen adhérent aux stigmates, se réhydratent et produisent des tubes polliniques qui se développent à travers le tissu de transmission femelle afin d’assurer la fécondation. Les tubes polliniques sont des cellules dont la croissance est rapide et polarisée à l’apex du tube. Ils représentent de bons modèles pour étudier la dynamique de la croissance cellulaire. Les tubes polliniques sont aussi capables de percevoir des signaux de guidage et d’adhérer à la matrice extracellulaire du tissu femelle. Afin de comprendre le mécanisme cellulaire de la croissance et de l'adhésion du tube pollinique, deux approches différentes ont été utilisées. Premièrement, un criblage de 258 molécules a permis d’isoler deux composés qui perturbent in vitro la croissance des tubes polliniques de tabac, de tomate et d' Arabidopsis thaliana. Les effets d’un inhibiteur des monogalactosyldiacylglycérol synthases, la galvestine-1, ont également été étudiés sur la croissance des tubes. Nous avons montré que ces trois composés réduisent la longueur du tube pollinique et induisent des phénotypes anormaux de façon dose-dépendante. La germination du pollen était réduite avec les deux composés isolés du criblage. Ils ont également affecté la distribution des polymères de la paroi des tubes polliniques. Les composés ont perturbé la production de ROS, ont désorganisé la dynamique des filaments d'actine et de la protéine RIC4 suggérant qu'ils pourraient perturber le trafic de vésicules à l'extrémité du tube pollinique. Dans un second temps, nous avons mis au point une approche de déconstruction enzymatique d’une matrice enrichie en polysaccharides afin d’étudier les phénomènes d’adhésion in vitro des tubes polliniques. Ce test a été développé sur des plaques 96 puits pour les tubes polliniques d'A. thaliana, en utilisant différents extraits de parois cellulaires de fleurs et de feuilles d'A. thaliana comme matrice ou des pectines commerciales de citron avec différents degrés de méthylestérification. Les traitements avec une polygalacturonase et une endo-galactanase des pectines commerciales et de l'extrait de paroi cellulaire de feuilles ont totalement ou partiellement perturbé l'adhésion des tubes polliniques. Ces résultats montrent que les tubes polliniques d’A. thaliana sont capables d'adhérer à des pectines d'origines diverses (espèces et organes) et suggèrent que les chaînes d’homogalacturonanes, les chaînes latérales du rhamnogalacturonane-I, en particulier les galactanes, avec un poids moléculaire minimum seraient nécessaires à l'adhésion des tubes polliniques
During plant sexual reproduction pollen grains land on the stigma, rehydrate and produce pollen tubes that grow through the female transmitting-tract tissue to assure a proper fertilization. Pollen tubes are fast tip-growing cells and represent a good model to study growth dynamics. Pollen tubes are able to perceive female guidance signals and to adhere to the extracellular matrix of the female transmitting tract. In order to improve our knowledge on the cell mechanisms implicated during pollen tube growth and adhesion, two different approaches have been used. First, 258 compounds were screened and two small compounds were isolated. They disrupted in vitro pollen tube growth of tobacco, tomato and Arabidopsis thaliana. The effects of an inhibitor of monogalactosyldiacylglycerol synthases, galvestine-1, on pollen tube growth were also studied. We showed that these 3 compounds reduced pollen tube length and induced abnormal phenotypes in a dose dependent manner. Pollen germination was significantly reduced with the two compounds isolated from the screen. They also affected cell wall material arrangement in pollen tube cell wall. The compounds modified ROS production and were able to disorganized actin filaments as well as the dynamic changes of the protein RIC4 suggesting that they might perturb vesicle trafficking at the pollen tube tip. Secondly, using a plant-made adhesion matrix in 96 –well plates, we studied the in vitro adhesion of A. thaliana pollen tubes. Different cell wall extracts from A. thaliana flowers and leaves or commercial lemon pectins with different degree of methylesterification were tested and the adhesive fractions were deconstructed by enzymatic treatments. Polygalacturonase or endo-galactanase treatments of commercial pectins and pectin-enriched cell wall extracts totally or partially disrupted pollen tube adhesion. Our results pointed out that A. thaliana pollen tubes are capable of adhering on pectins from diverse origins (species and organs) and suggested that homogalacturonan, the side chains of rhamnogalacturonana-I, especially galactans, as well as a minimum molecular weight may be necessary for pollen tube adhesion

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Boulard, Céline. "Caractérisation biochimique du complexe AFL et identification des partenaires de LEC2 lors du développement de la graine." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS402/document.

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Abstract:

Les spermaphytes majoritairement représentés par les angiospermes ou plantes à fleur, ont le trait fondamental de pouvoir se multiplier par la formation de graine. Les graines représentent un caractère essentiel pour la survie des plantes, leur dissémination et un usage important pour l’industrie, notamment agro-alimentaire. Lors de la formation de la graine, des transitions cruciales ont lieu, en particulier pour le développement, l’établissement des réserves, la maturation, l’acquisition de la tolérance à la dessiccation et la dormance. Ces étapes sont régulées par des facteurs de transcription et notamment les LAFL (LEC1, ABI3, FUS3, LEC2). Les LAFL sont composés de deux familles, les facteurs de transcription à domaine B3 (ABI3, FUS3, LEC2) et les NF-Y (LEC1), qui sont impliqués dans la régulation génique dans différentes étapes du développement de la graine. Des études suggèrent la possibilité de la formation d’un complexe composé de ABI3, LEC1 et LEC2 sur le promoteur de l’OLEOSINE1 permettant d’activer plus fortement la transcription du gène. Néanmoins la caractérisation des protéines, leur action, régulation et leur capacité à interagir entre elles et former un complexe, restent encore méconnues. Dans un premier temps, je me suis attachée à caractériser la formation du complexe protéique composé d’ABI3, LEC1 et LEC2, plus particulièrement, l’interaction entre LEC1 et LEC2. La localisation subcellulaire des deux protéines par étiquetage in planta, ou grâce à des anticorps spécifiques, leur interaction dans un système double hybride et la mesure de l’effet de LEC1 sur LEC2 par thermophorèse ont permis de montrer que LEC2 et LEC1 peuvent former un dimère sur le promoteur de l’OLEOSINE1 et que cette association change l’affinité de LEC2 pour son ADN cible. Dans une deuxième approche, j’ai cherché à identifier des partenaires avec (données bibliographiques) et sans (approche de TAP-tag) a priori pour compléter l’étude
The spermaphytes predominantly represented by angiosperms or flowering plants, have the fundamental ability to disseminate through seeds. Seeds are essential for the survival of plants, their dissemination and important resource for industry, especially food industry. During seed formation, critical transitions occur, in particular for development, establishment of reserves, maturation, acquisition of desiccation tolerance and dormancy. These steps are regulated by transcription factors and especially LAFL (LEC1, ABI3, FUS3, LEC2). LAFLS are composed of two families, B3 domain containing transcription factors (ABI3, FUS3, and LEC2) and NF-Y (LEC1) that are involved in gene regulation in different stages of seed development. Studies have suggested the possibility that a complex composed of ABI3, LEC1 and LEC2 is formed on the promoter of OLEOSINE1, allowing activating the transcription of the gene. Nevertheless, the characterization of proteins, their action, regulation and their capacity to interact with each another and form a complex, are still unknown. In a first step, I focused on characterizing the formation of the protein complex composed of ABI3, LEC1 and LEC2, more particularly on the interaction between LEC1 and LEC2. The subcellular localization of the two proteins were followed by labelling in planta, or by means of specific antibodies, their interaction tested in a double hybrid system and the measurement of the effect of LEC1 on LEC2 validated by thermophoresis. All the results demonstrated that LEC2 and LEC1 can form a dimer on the promoter of OLEOSINE1 and that this association change the affinity of LEC2 for its target DNA. In a second approach, I sought to identify partners with (bibliographic data) and without (TAP tagging approach) a priori to complete the study

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Autran, Daphné. "Le fonctionnement du meristeme apical et la croissance des feuilles chez arabidopsis thaliana. Role des genes struwwelpeter." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066008.

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Abstract:

Chez les vegetaux superieurs, les organes aeriens vegetatifs sont produits a partir du meristeme apical caulinaire. Au sein du meristeme, les cellules transitent par differents etats de proliferation : les cellules de la zone centrale se divisent lentement, dans la zone peripherique les divisions sont plus rapides et le taux de proliferation est accru au niveau des sites d'initiation des primordia. Au cours du developpement de la feuille, les cellules cessent progressivement de se diviser pour ensuite se differencier. Afin d'etudier le fonctionnement du meristeme apical et le controle de la proliferation cellulaire dans la croissance des feuilles, nous avons entrepris une analyse genetique chez arabidopsis thaliana. Environ 50 mutants adn-t presentant des defauts d'initiation des organes lateraux ont ete identifies. Parmi ces mutants, les mutants struwwelpeter1, 2 et 3 (swp1, 2 et 3) presentent des feuilles de taille reduite associee a une reduction du nombre de cellules. Le mutant swp1 a ete etudie plus en detail. La mutation swp1 n'affecte pas le taux de proliferation cellulaire dans les jeunes primordia. En revanche, chez le mutant swp1, le nombre de cellules est reduit dans les jeunes primordia, et apres un phase proliferative, un arret precoce des divisions a lieu. Le nombre reduit de cellules dans les feuilles matures est compense partiellement par une augmentation de la taille des cellules. Les feuilles matures de plantes surexprimant le gene swp1 de facon ectopique presentent une augmentation du nombre de cellules. Ces resultats suggerent que le gene swp1 controle l'activation et le maintien de l'etat de proliferation des cellules de la feuilles. En parallele, la mutation swp1 perturbe le maintien des profils d'expression de plusieurs marqueurs des differents domaines meristematiques, suggerant une desorganisation progressive du meristeme. Le gene swp1 code pour une proteine presentant des similarites avec les sous-unites med150 du complexe regulateur mediator identifie chez la levure et les metazoaires en tant que co-activateur de la transcription. Swp1 s'exprime majoritairement dans les primordia et faiblement dans le meristeme apical et n'est plus exprime dans les organes differencies. Le mutant swp2 presente un phenotype similaire au mutant swp1 et la caracterisation moleculaire preliminaire de ce mutant etiquete par l'adn-t suggere que le gene swp2 code pour une proteine similaire aux sous-unites med78 du complexe mediator. De plus la mutation swp2 inhibe la production des feuilles et bloque le developpement embryonnaire en contexte swp1, suggerant une action synergique de ces deux genes, probablement au sein du meme complexe. Les mutations swp1 et swp3 presentent egalement des effets synergiques. Plusieurs nouveaux genes codant potentiellement pour d'autres sous-unites du complexe mediator ont ete localises dans le genome d'arabidopsis.

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Landrein, Benoit. "Caractérisation du lien entre croissance et patterning dans la morphogenèse chez Arabidopsis." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSL0884.

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Abstract:

Le contrôle moléculaire du patterning au cours des processus développementaux est aujourd’hui bien décrit chez les organismes multicellulaires. A l’inverse, la contribution de la croissance dans l’émergence des patterns reste peu explorée, et est souvent réduite à un rôle passif. Au cours de cette thèse, j’ai étudié cette question en utilisant le méristème apical caulinaire (MAC) d’Arabidopsis comme modèle. Le méristème est un groupe de cellules en divisions situé à l’extrémité de toutes les tiges et les branches et qui génère tous les organes aériens de la plante selon un patron stéréotypé, aussi appelé phyllotaxie. Dans une première partie, j’ai étudié comment la croissance de la tige pouvait influencer le patron phyllotactique. Plus précisément, en découplant dépôt de la cellulose dans la paroi et l’orientation des microtubules, j’ai montré que le patron de phyllotaxie devenait bimodal en raison de l’induction d’une torsion lors de la croissance de la tige. Dans une seconde partie, j’ai analysé le lien entre forme du MAC et expression génétique. En particulier, j’ai pu corréler l’expression d’un gène maître : SHOOTMERISTEM LESS (STM) au degré de courbure dans le MAC. De plus, en utilisant des approches de micromécaniques, j’ai aussi pu montrer que l’expression de STM pouvait être induite par le patron de contraintes localement généré par la courbure. Pour finir, j’ai aussi étudié comment la taille du méristème influence la robustesse du pattern de phyllotaxie sur la tige en modulant la fréquence d’initiation des organes. L’ensemble de ce travail met ainsi en avant le rôle de la croissance dans le patterning, notamment via des mécanismes de rétrocontrôles géométriques et mécaniques
The molecular mechanisms behind the emergence of patterns during developmental processes have been well described in multicellular organisms. However, the contribution of growth in patterning is still poorly understood; growth is often seen as a passive output of the activity of the patterning signals. In this PhD, I have studied the relation between growth and patterning using the shoot apical meristem of Arabidopsis as a model system. The meristem is a group of dividing cells located at the tip of every stems and branches that generates all the aerial organs of the plant following a typical spatio-temporal pattern also called phyllotaxis. In a first part, the influence of post-meristematic growth on phyllotaxis was assessed. More precisely, by uncoupling cellulose deposition from the orientation of the microtubule array, I showed that the resulting stem torsion induces the emergence of a new and robust bimodal phyllotactic pattern. In a second part, the relation between meristem shape and gene expression was analyzed. More precisely, I correlated the expression of a master regulatory gene: SHOOT MERISTEMLESS (STM) to tissue curvature in the boundary domain that separates the emerging organ from the meristem. Furthermore, I showed that STM expression can be induced by micromechanical perturbations thus suggesting that shape-derived mechanical stresses in the meristem boundary contribute to STM expression. Finally, I also studied how meristem size can influence the robustness of the pattern of phyllotaxis along the stem through a modulation of the frequency of organ initiation. Altogether, this work highlights the important contribution of growth in patterning, notably thanks to the existence of geometrical and mechanical feedbacks

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Tisné, Sébastien. "Bases écophysiologiques et génétiques de la plasticité de la croissance foliaire en réponse à une contrainte hydrique édaphique chez Arabidopsis thaliana." Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0033.

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Abstract:

L'étude de la réponse des végétaux à la contrainte hydrique et la recherche de génotypes productifs en situation hydrique sub-optimale sont des domaines majeurs de recherche en agronomie. L'objectif de ce travail de thèse était d'analyser les modifications morphologiques du système foliaire induites par un déficit hydrique et d'en identifier les bases génétiques. Une population de lignée recombinantes (RILs) de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana issue du croisement entre les accessions Ler et An-1 a été cultivée dans différentes conditions de teneurs en eau du sol. Ce matériel végétal a permis de rechercher des QTLs (Quantitative Trait Loci) qui contrôlent la variation quantitative des variables étudiées, et de bénéficier de facilités de création et d'accession à de nouveaux génotypes pour valider certains QTLs. Dans le premier chapitre de cette thèse, le système foliaire a été quantifié par des variables à différentes échelles, de la plante entière au niveau cellulaire, qui rendaient compte de son importante variation dans la population en condition hydrique non limitante. L'analyse génétique combinée à de la modélisation statistique a permis de mettre en évidence des relations entre les processus de production et d'expansion de feuilles via un contrôle du développement cellulaire par la phénologie. Le gène ERECTA serait impliqué dans ce contrôle et dans le deuxième chapitre, une étude approfondie a été menée sur des mutants erecta pour mettre en évidence le rôle de ce gène dans la mise en place du nombre et de la taille des cellules dans la feuille. Dans un troisième chapitre, l'étude s'est poursuivie par l'analyse de la réponse au déficit hydrique des variables foliaires aux différentes échelles. Dans la population étudiée, une combinaison spécifique de deux QTLs, en interaction épistatique, conférait un maintien de la surface foliaire en déficit hydrique. Ce maintien était lié à des ajustements dans la dynamique de production de feuilles. Cette interaction a été validée dans une HIF (Heterogeneous Inbred Family) dérivée de croisements entre RILs. Deux autres QTLs conféraient un maintien de la surface foliaire en stress hydrique mais uniquement parce qu'ils conféraient une limitation d'expansion en condition bien irriguée. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons pu identifier des QTLs spécifiques de la réponse de l'expansion foliaire au stress hydrique (indépendants de la production de feuilles). Ceci a été possible en cultivant la population de lignées recombinantes à une photopériode plus longue, pour limiter la variation du nombre de feuilles, et en calculant un indice d'expansion, variable permettant de caractériser l'expansion d'une feuille sans les effets induits du nombre de feuilles de la plante. Au delà des QTLs identifiés et validés dans ce travail, qui peuvent avoir un intérêt par la suite, cette étude a permis de mettre en évidence par une approche originale des relations fonctionnelles entre les variables du développement foliaire et des voies permettant de maintenir l'expansion des feuilles en stress hydrique

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Pillot, Marion. "Contrôle épigénétique de la transcription au cours de la gamétogenèse et du développement précoce de la graine chez Arabidopsis thaliana." Perpignan, 2010. http://www.theses.fr/2010PERP0996.

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Abstract:

L’extraordinaire capacité des gamètes à produire un nouvel organisme a de tout temps fasciné les biologistes et reste une question fondamentale aujourd’hui. Les gamètes sont des cellules hautement spécialisées : verrouillées à l’encontre des programmes somatiques tout en maintenant un potentiel de totipotence que l’on suppose sous contrôle maternel. Le développement du zygote totipotent serait donc dépendant d’événements initiés dans les gamètes femelles. Chez les animaux, la définition des cellules germinales requiert une inhibition transcriptionnelle et un remodelage de la chromatine. Après fécondation, le jeune embryon demeure transcriptionnellement quiescent. Son développement est assuré par les produits maternels préalablement stockés dans l’oocyte puis s’autonomise au cours de la transition maternelle-zygotique (TMZ). Nous montrons ici que chez la plante modèle Arabidopsis, le jeune embryon est également quiescent, tandis que son tissu nourricier, l’albumen, est actif. Ces statuts transcriptionnels distincts sont hérités des gamètes femelles (la cellule oeuf et la cellule centrale, respectivement) et liés à des profils spécifiques de diméthylation en H3K9 et de localisation de TERMINAL FLOWER 2, deux marques respectivement associées au silencing de l’hétérochromatine et de l’euchromatine. Nous avons identifié l’ADN méthyltransférase CHROMOMETHYLASE 3 (CMT3), spécifique des sites non-CG, comme ayant un rôle crucial dans la reprogrammation de la cellule oeuf, sa mutation conduisant à une perte drastique de ces deux marques spécifiquement dans cette cellule, à la réactivation simultanée de rétrotransposons à LTR (Long Terminal Repeat) de type Gypsy et à des défauts de divisions cellulaires au cours du développement précoce de l’embryon
The remarkable ability of gametes to generate a complete organism has fascinated biologists for more than a century and remains a central question today. Gametes are highly specialized : blocked from following somatic programs while maintaining a potential for totipotency. The consensus today is that this potential is maternally controlled. The female gametes thus probably initiate the events required for the development of the totipotent zygotes. In animals, germ cell specification involves transcriptional repression and genome-wide chromatin remodeling. After fertilization, the early embryo remains transcriptionally quiescent and its development is driven by maternal products previously stored in the oocyte, embryonic genome activity starting during the maternal-tozygotic transition (MZT). Here, we show that in the Arabidopsis model plant, the early embryo is also quiescent, while its nurturing tissue, the endosperm, is active. These distinct transcriptional statuses are inherited from the female gametes (the egg and central cells, respectively) and linked to specific patterns of H3K9 dimethylation and TERMINAL FLOWER 2 localization, two marks respectively associated with heterochromatin and euchromatin silencing. We identified the non-CG DNA methyltransferase CHROMOMETHYLASE 3 (CMT3) as playing a crucial role in the egg cell reprogramming, its mutation resulting in a dramatic loss of both marks in this cell type specifically, the concomitant reactivation of Gypsy LTR (Long Terminal Repeat) retrotransposons and cell division defects during early embryogenesis

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Djafi, Nabila. "Etude des rôles des diacylglycérol kinases chez Arabidopsis thaliana par des approches pharmacologiques et par génétique inverse." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066021.

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Abstract:

Les diacylglycerol kinases catalysent la phosphorylation du diacylglycérol en acide phosphatidique. Nous avons montré que la PLC spécifique des phosphoinositide (PI-PLC) et la diacylglycérol kinase (DGK) régulent négativement l'expression basale de la plupart des gènes DREB2 dans les cellules en suspension d'Arabidopsis thaliana. Les gènes DREB2 codent pour des facteurs de transcription qui se lient aux motifs DRE (Drought Responsive Elements). Ces éléments sont également liés par les facteurs DREB1. Alors que les facteurs DREB2 sont principalement impliqués dans les réponses à la sécheresse et au stress chaud, les DREB1 sont quant à eux induits en réponse au froid. Nous avons également pu montrer que l'inhibition par des agents pharmacologiques des activités PI-PLC ou DGK conduit à l'induction de l'expression basale des gènes DREB1. Cependant, l'induction est beaucoup moins marquée chez les gènes DREB1 que DREB2A, un membre de la famille DREB2. Cela indique que les gènes DREB1 et DREB2, ne sont pas soumis à la même régulation transcriptionnelle et que la signalisation lipidique pourrait en partie expliquer les différences dans la régulation des gènes DREB. Les DGK d'Arabidopsis sont codées par une famille multigénique de 7 gènes. Parmi ces gènes, on retrouve la DGK5 dont les le transcrit peut subir un épissage alternatif, ce qui aboutit à deux transcrits, dont l'un comporte une protéine avec un domaine putatif de liaison à la calmoduline. Le mutant knock-out dgk5.1 à une racine plus courte lorsqu'il est cultivé à 12°C comparé au sauvage. Ce phénotype racinaire est corrélé avec une zone méristématique et des cellules plus petites. La croissance des racines du mutant n'est n'est pas modifiée en présence de la plupart des hormones testées. Pourtant, elle est moins sensible à l'auxine exogène à 12°C par rapport au WT. Le mutant dgk5.1 génère moins de racines secondaires en présence d'auxine exogène que le WT. Le promoteur DR5 n'est pas activé dans le mutant à 12°C par l'IAA exogène dans la zone méristématique, alors qu'il est dans le WT. Nos résultats montrent que le mutant dgk5.1 est altéré dans sa réponse à l'auxine à 12°C, suggérant un rôle de perception/transduction de l’auxine dans les racines courtes
Diacylglycerol kinases catalyse the phosphorylation of diacylglycerol into phosphatidic acid. We show that phosphoinositide dependent-phospholipase C (PI-PLC) and diacylglycerol kinase (DGK) in Arabidopsis thaliana suspension cells negatively regulated the basal expression of most DREB2 genes. DREB2 genes encode transcription factors that bind to Drought Responsive Elements (DRE). Those elements are also bound by DREB1 factors. While DREB2 factors are mostly involved in drought and heat responses, DREB1s are induced in the response to chilling. We show also that the pharmacological inhibition of PI-PLC or DGK leads to the basal induction of DREB1 genes. However, the induction is much less marked for the DREB1 genes than that of DREB2A, a member of the DREB2 family. This illustrates that DREB1 and DREB2 genes, while having the same targets, are not submitted to the same transcription regulation, and that lipid signalling might in part explain these differences in the regulation of the DREB genes. In Arabidopsis, DGKs are encoded by a multigenic family of 7 members. In this thesis, we focus on DGK5. The transcripts can have differential splicing, leading to two mature transcript, one of which leading to a protein with a putative calmodulin binding domain. A dgk5 knocked-out mutant is comparable to the WT, except for shorter root when grown at 12°C. This short root phenotype is correlated with to shorter meristematic zone and smaller cells. The short root phenotype is not altered in presence of most hormones. Yet, the root growth is less sensitive to exogenous auxin at 12°C compared to the WT. Accordingly the mutant produces less secondary roots in presence of exogenous IAA than the WT at 12°C. The DR5 promoter is not activated in the mutant at 12°C by exogenous IAA, in the meristematic zone, while it is in the WT. Our results show that the dgk5.1 mutant is impaired in auxin response at 12°C, suggesting a role of auxin perception /transduction in the short root phenotype

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Kairouani, Alicia. "Caractérisation moléculaire et rôle développemental d’une famille de protéines à motifs AGO-hook et RRM chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Perpignan, 2019. http://www.theses.fr/2019PERP0040.

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Abstract:

Le RNA silencing est un mécanisme de régulation génique qui contrôle de nombreux processus biologiques chez les eucaryotes. Il se caractérise par la production de petits ARNs en association avec des protéines Argonaute (AGO) dans un complexe effecteur de silencing nommé RISC (AGO-containing RNA-Induced Silencing Complex). Les partenaires des AGO présentent souvent un motif appelé AGO-HOOK, enrichi en répétitions WG/GW et très conservé chez les eucaryotes. Une approche informatique a permis d'identifier des protéines présentant de potentiels domaines AGO-HOOK chez Arabidopsis thaliana parmi lesquelles quatre appartiennent à une famille de protéines à motif de liaison à l’ARN de type RRM (pour RNA Recognition Motif), objet de cette thèse et que nous avons nommées RAHP (pour RRM and AGO-HOOK containing Proteins). Nos travaux ont permis de montrer que les gènes RAHPs sont exprimés et que les protéines correspondantes sont localisées dans le cytoplasme et le noyau. La nature AGO-HOOK des protéines RAHP a été validée par la mise en évidence d’une association préférentielle avec AGO1 in vivo. L’identification de lignées perte de fonction des gènes RAHPs et l’obtention de mutants multiples ont révélé des phénotypes développementaux tels qu’une altération du gravitropisme racinaire, une sénescence précoce des feuilles, un développement altéré des rosettes et une perte de rigidité de la tige. Une étude génétique indique que RAHP 2 et -4 agissent de façon redondante dans le contrôle de ces processus développementaux. L’importance des domaines RRM, mais pas des motifs AGO-HOOK, dans l’activité de ces protéines a été démontrée par complémentation fonctionnelle. L’étude approfondie du phénotype de rigidité de la tige révèle une perte d’accumulation de lignine chez le mutant rahp2/4. Une analyse RNA-seq a permis d’identifier des gènes candidats dont l’expression est augmentée dans le mutant rahp2/4 et qui appartiennent principalement aux catégories des gènes de défense et des gènes du catabolisme des polysaccharides. Ce travail ouvre des perspectives d’analyse quant à la fonction des protéines RAPH in vivo
RNA silencing is a conserved molecular mechanism which plays important roles in different biological processes. It is characterized by the production of small RNAs that associate with Argonaute (AGO) proteins forming the so-called RNA-Induced Silencing Complex (RISC). The AGO partners generally harbor a motif enriched in WG/GW repeats named AGO-HOOK. Such domains are highly conserved in eukaryotes and a bioinformatic approach allowed us to identify, in the Arabidopsis genome, about 40 encoded proteins containing a potential AGO-HOOK domain. Among these candidates, a family of four proteins contains also an RNA Recognition Motif (RRM) domain. Interestingly, these proteins have been recently identified in Arabidopsis messenger RNA proteome. My thesis work consisted in studying the function of these four proteins, called RAHP for RRM and AGO-HOOK containing Proteins. We have shown that RAHP genes are expressed and that the corresponding proteins are localized in the cytoplasm and nuclei. Biochemical analysis suggests that RAHP proteins could interact with AGO1 in vivo. The identification of knock-out lines and the production of multiple mutants (double, triple and quadruple) reveal a dominant and redundant role of RAHP2 and RAHP4 proteins in vivo. The mutants present pleiotropic defects affecting root gravitropism, leaf senescence, rosette development and stem rigidity. Mutations of RAHP domains reveal the importance of RRM but not the AGO-hook domain in the developmental function of these proteins. We focused our work on the study of the pendant stem phenotype showing that it correlates with modifications of the secondary cell wall and a loss of lignin. RNA-seq analysis performed on the stem identified several genes whose expression is up-regulated in the mutants and that belong to the defense and polysaccharide catabolism gene categories. This work opens perspectives regarding the function of RAHP proteins in Arabidopsis

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Rodor, Julie. "Identification et caractérisation de la protéine AtNUFIP chez Arabidopsis thaliana / Mise en évidence de son implication dans l'assemblage des complexes sno/scaRNPs et de son impact dans le développement." Perpignan, 2009. http://www.theses.fr/2009PERP0931.

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Abstract:

Chez les eucaryotes, les 2’-O-méthylations et les pseudouridylations sont des modifications post-transcriptionelles majeures des ARNr et snARNs qui sont réalisées par les complexes sno/scaRNPs constitués d’un petit ARN C/D ou H/ACA associé à quatre protéines. L’assemblage des protéines sur le snoARN est une étape importante de la biogenèse des snoRNPs et implique l’intervention de nombreux facteurs dont la protéine NUFIP identifiée chez les animaux et la levure. Au cours de cette thèse, nous avons identifié et caractérisé chez A. Thaliana l’homologue à la protéine NUFIP notamment avec l’étude de mutants d’insertion dans le gène AtNUFIP. Ces analyses ont confirmé l’implication de AtNUFIP dans l’assemblage des complexes C/D snoRNPs à travers son interaction avec la protéine At15,5K. Par contre, AtNUFIP n’est pas nécessaire à l’accumulation des H/ACA snoARNs chez les plantes contrairement aux animaux et la levure. La protéine AtNUFIP est également importante pour l’assemblage des complexes C/D scaRNPs. De plus, nous avons aussi constaté que l’impact de AtNUFIP sur l’accumulation des C/D snoARNs était dépendant de leur organisation génomique. Par ailleurs, les mutants d’insertion atnufip présentent des phénotypes sévères de croissance, de morphologie et de fertilité, ce qui montre l’importance de la protéine AtNUFIP dans le développement. Nous avons également démontré que la réduction dans les mutants atnufip de l’accumulation des C/D snoARNs s’accompagnait d’une réduction du niveau de 2’-O-méthylation associé sur l’ARNr. Les mutants atnufip constituent donc un modèle important pour comprendre l’impact de ces modifications sur le développement d’un organisme complexe
In eukaryotes, 2’-O-methylations and pseudouridylations are major post-transcriptional modifications that occur on rRNA and snRNA. These modifications are directed by C/D and H/ACA small nucleolar or Cajal body RNA (snoRNA or scaRNA) associated to four core proteins. During the snoRNP biogenesis, the protein assembly on the snoRNA is an important step that requires numerous factors identified in animals and yeast. Among these factors, NUFIP protein plays a critical role in C/D snoRNP biogenesis but is also potentially implicated in H/ACA snoRNP assembly. During this thesis, we have identified and characterized the homologue of NUFIP in A. Thaliana with the study of insertion mutant lines on AtNUFIP gene. Thus, we have confirmed the implication of AtNUFIP in C/D snoRNP assembly through its interaction with At15,5K protein. In contrast, the protein is not essential for H/ACA snoRNA accumulation contrary to what has been observed in animals and yeast. Our study has also revealed the implication of AtNUFIP in the assembly of C/D scaRNP complexes. We have also noticed that the impact of AtNUFIP on C/D snoRNA accumulation is dependent on their genomic organization. Moreover, atnufip mutants present severe phenotypes with clear delay of growth, morphological defects and reduced fertility. These observations indicate the implication of AtNUFIP on plant development. Finally, we have demonstrated that the reduction of the accumulation of the snoRNAs organized in cluster is correlated to a reduced level of 2’-O-methylation on rRNAs. Thus, atnufip mutants constitute an interesting and important model to study the impact of 2’-O-methylation on the development of a complex organism

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Jadid, Nurul. "Etude moléculaire et fonctionnelle du rôle des isoprénoïdes cytosoliques (dolichol et stérol) au cours du développement chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAJ118.

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Abstract:

Les isoprénoïdes constituent une vaste famille de constituants cellulaires synthétisés chez la plupart des organismes vivants. Chez les plantes, la biosynthèse des isoprénoïdes est réalisée dans trois compartiments : le plaste, le cytoplasme-réticulum endoplasmique et la mitochondrie. Nous avons orienté nos travaux vers l'étude moléculaire et fonctionnelle du rôle de 2 types d'isoprénoïdes cytosoliques (dolichols et stérols) au cours du développement chez les plantes. Pour mener à bien notre étude, nous avons créé des lignées mutantes « knockdown » via la technique de !'ARN interférence (RNAi) et caractérisé des mutant~d'insertion T-DNAs « knockout » pour les gènes d'intérêt chez Arabidopsis.Dans le premier chapitre, nous montrons que les isoprénoïdes sont impliqués de façon indirecte dans la Nglycosylation de protéines via le Dolichol-P-Mannose (Dol-P-Man) dont la synthèse est catalysée par la dolichol phosphate mannose synthase (DPMS). Nous démontrons que chez les plantes, la DPMS est organisée en un complexe hétéromérique localisé dans le réticulum endoplasmique (RE) qui comprend 3 sous unités DPMS1, DPMS2 et DPMS3 codées par 3 gènes. Seule DPMS1 possède une activité catalytique. Les lignées DPMS 1-RNAi et dpms 1 présentent une hypo N-glycosylation des protéines, une forte chlorose et une inhibition de la croissance racinaire. Ces traits sont associés à une hypersensibilité à l'ammonium et à une induction de la« unfolded protein response »au niveau du RE. L'ensemble de ces données montrent que les gènes DPMS jouent un rôle important dans la N-glycosylation des protéines et le développement des plantes.Dans le deuxième chapitre, nous avons porté notre attention sur le rôle des intermédiaires de biosynthèse des stérols («SBls») dans la régulation du développement des plantes en choisissant comme cible ERG28,une protéine impliquée dans le complexe enzymatique de déméthylation en C-4 des stérols « SC4DM ». Nous montrons que ERG28 est localisée dans le RE et assemble 3 enzymes du complexe« SC4DM », la«sterol 4a-methyl oxidase ». la « 4a-carboxysterol-C3-dehydrogenase/C4-decarboxylase » et la « sterone ketoreductase ». Nous démontrons que la perte de fonction de ERG28 dans les lignées ERG28-RNAi eterg28 se traduit par des phénotypes caractéristiques d'une inhibition du transport polaire de l'auxine« PAT»(différenciation d'inflorescence de type «PIN», perte de dominance apicale, fusion des feuilles et inhibition du développement racinaire ... ). Ces phénotypes sont corrélés à l'accumulation de méthylène-cycloartanol-4-carboxy-4-méthyl (MCCM), un« SBI »qui inhibe de façon spécifique le« PAT». Ces données mettent en évidence un nouveau type d'interaction entre l'auxine et les stérols
Isoprenoids represent important cell constituents synthesized in many living organisms. ln plants, isoprenoid biogenesis occurs in three compartments : plastids, the endoplasmic reticulum-cytosol and mitochondrie.We focused on the molecular and functional studies of the role of Iwo cytosolic isoprenoids ( dolichol andsterol) in the development of plants. The key Io our strategy is the targeted silencing of specific Arabidopsis genes using the RNAi technology (knockdown) and the identification of T-DNA insertion mutants (knockout). ln the first chapter, we show that isoprenoids are involved indirectly in protein N-glycosylation via Dolichol P-Mannose derived from dolichol phosphate mannose synthase (DPMS). We demonstrate that plant DPMSis organized as a heteromeric enzyme complex localized in the endoplasmic reticulum (ER) and consists of DPMS1 acting as the catalytic core and two interacting subunits DPMS2 and DPMS3. The DPMS1-RNAiand dpms1 lines display an altered N-glycosylation pattern and exhibit extensive chlorosis, strong inhibition of root growth and hypersensitivity to ammonium. These phenotypic defects are associated with an «unfolded protein response» in the ER. These data demonstrate that the DPMS genes are essential for the protein N-glycome and plant development. ln the second chapter, we focused on the potentiel roles of sterol biosynthetic intermediates (SBls) in plant development using ERG28 protein, a component of the sterol C-4 demethylation (SC4DM) complex, as a target. We demonstrate that ERG28 is localized in ER and tethers 3 enzymes, sterol 4alpha-methyl oxidase, 4alpha carboxysterol-C3-dehydrogenase/C4- decarboxylase and sterone ketoreductase. We show that the Arabidopsis ERG28-RNAi and erg28 lines develop the hallmarks of altered polar auxin transport (PAT) including the differentiation of pin-like inflorescences, the loss of apical dominance, leaf fusion and inhibition root growth. The observed phenotypes correlate with the accumulation of methylene-cycloartanol-4-carboxy-4-methyl, a cryptic SBI. Our data provide a new level of interaction between sterols and auxin

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Louvet, Romain. "Approches biochimique et moléculaire du développement de la silique chez Arabidopsis thaliana (L. ) : Régulation et fonctions des Pectine MéthylEstérases." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0109.

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Abstract:

La paroi végétale est composée de polymères complexes de nature protéique, phénolique et polysaccharidique. Ces derniers se répartissent en trois catégories, les celluloses, les hémicelluloses et les pectines. Les homogalacturonanes (HG), composant majeurs des pectines, peuvent être déméthylestérifiés par des enzymes pariétales, les pectine méthylestérases (PMEs, E. C. 3. 1. 1. 11), qui constituent, chez Arabidopsis thaliana une famille multigénique de 66 membres. Au cours de cette étude, nous avons analysé de manière quantitative et qualitative les modifications des composés polysaccharidiques pariétaux au cours du développement de la silique chez Arabidopsis. La maturation de la silique se caractérise notamment par une diminution du degré de méthylestérification des HG et une augmentation de l’activité PME, ce qui nous a conduit à quantifier par RT-qPCR l’expression des 66 gènes codant ces enzymes putatives lors de ce processus de développement. Ceci a permis de mettre en évidence cinq groupes d'expression, et d'isoler plusieurs gènes présentant un profil intéressant sur lesquels la localisation tissulaire de l’expression a été réalisée grâce à des constructions entre leur promoteur et le gène codant la β-glucuronidase. Parmi ceux–ci, le gène At5g47500 est exprimé dans le méristème apical caulinaire et coexprimé dans de nombreux tissus avec le gène At5g20740 codant un inhibiteur de PME putatif. Une approche du rôle de AT5G47500 dans le fonctionnement du méristème a été menée, permettant de montrer que cette protéine joue effectivement un rôle dans le contrôle du degré de méthylestérification des pectines de celui-ci. La modification de la structure pariétale pourrait participer à l'émergence des primordia
Plant cell wall is a complex network which consists of phenolic, proteic and polysaccharadic compounds. The latter comprises notably cellulose, hemicelluloses and pectins. Homogalacturonans, which are one of the main pectic compounds, can be demethylesterified by cell wall bases enzymes, pectin methylesterases (PMEs, EC 3. 1. 1. 11), a multigenic family of 66 members in Arabidopsis thaliana. In this study, we have quantitatively and qualitatively analysed the cell wall polysaccharides composition during silique development in Arabidopsis. The decrease in the degree of methylesterification of homogalacturonan and the increase of total PME activity during silique maturation has lead us to investigate the variation in the expression of the 66 PMEs genes, using RT-qPCR, during this developmental process. Our results showed that PME gene expression can be clustered into five groups, and allowed some gene of interest to be chosen for further analysis. For several candidates, the precise tissue localization was realised using promoter::GUS fusions. This showed that one PME gene, At5g47500, is expressed in the shoot apical meristem and is coexpressed in many tissues with the At5g20740 gene, which encodes a putative PME inhibitor. A functional genomic approach showed that the function of AT5G47500 might be related to the fine tuning of the degree of methylesterification in meristematic tissues, which could play a role in the changes in cell wall structure leading to primordia emergence

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Hervieux, Nathan. "How mechanical signals shape organs : the case of the abaxial sepal in Arabiopsis." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEN038/document.

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Abstract:

La plupart des organes et organismes ont une forme remarquablement reproductible, malgré une très grande variabilité de forme et de croissance au niveau cellulaire. Des signaux supracellular, gradient de morphogène ou contraintes mécaniques, pourraient coordonner le comportement des cellules et via de multiples boucles de rétroaction canaliser les formes finales. Des progrès récents en imagerie du vivant, micromécanique et modélisation, permettent aujourd’hui d’analyser la relation entre la variabilité cellulaire, la communication intercellulaire et la forme globale d’un organe de façon quantitative. Nous avons choisi de travailler sur le sépale abaxial chez Arabidopsis thaliana, car sa forme est reproductible et il est facilement accessible pour l’imagerie. Nous avons choisi de nous concentrer sur l’analyse des microtubules corticaux : ils s’alignent le long des tensions maximales dans les tissus et, en guidant le dépôt des microfibrilles de cellulose, ils renforcent l’anisotropie mécanique des parois dans la direction des contraintes maximales. Nous avons observé un alignement supracellulaire des microtubules à la pointe du sépale et nous avons pu corréler ce comportement à un patron de tensions causé par un différentiel de croissance dans le sépale. En utilisant des approches micromécaniques et des mutants affectés dans la dynamique des microtubules, nous avons confirmé que les microtubules étaient capables de s’aligner en fonction des contraintes mécaniques, la forme finale du sépale dépendant de la force du rétrocontrôle. Nous proposons donc que cette réponse déclenche un arrêt de croissance de la pointe du sépale jusqu’à sa base et limite ainsi l'expansion des sépales. Plus localement, nous avons également analysé la contribution des conflits mécaniques entre cellules voisines, soit en utilisant le différentiel de croissance naturel autour d’un trichome, soit en générant des mosaïques artificielles avec le système cre-lox. Nos résultats suggèrent une contribution de l'hétérogénéité de croissance dans la forme finale des sépales, encore une fois par l'intermédiaire de la réponse des microtubules aux contraintes mécaniques. Ces résultats nous permettent donc d’élaborer un scénario dans lequel une rétroaction mécanique, locale et globale, sur les microtubules contrôle la forme finale du sépale
Most organs and organisms have remarkably consistent final shapes, yet at the cellular level, growth and shape can be highly variable. Surpacellular signals, e.g. morphogen gradients or force fields, may coordinate cell behavior, involving multiple feedback loops, to yield such reproducible shapes. Because of the recent progress in live-imaging techniques, micromechanics and modeling, the relation between cellular noise, cell-cell communication and global shape is now amenable to quantitative analysis. We chose to work on the abaxial sepal, as it displays consistent shapes and is easily accessible for live imaging. We focus our analysis on cortical microtubules: they align along maximal tensile stress directions in plant tissues, and as they guide the deposition of cellulose microfibrils, the main load-bearing component in plant cell walls, they largely determine the mechanical anisotropy of cell walls, providing mechanical strength in the direction of maximal stress. We identified a supracellular alignment of microtubules at the tip of the sepal and we could match this pattern with predicted growth-derived tensile stress patterns. Using micromechanical approaches and mutants impaired in microtubule dynamics, we confirm that microtubules in the sepal can align along maximal tension directions, the final sepal shape depending on the strength of the feedback. We thus propose that this response triggers a wave of growth arrest from the tip of the sepal and thus restricts the expansion of the sepal. More locally, we also analyzed the contribution of mechanical conflicts between adjacent cells that grow at different rates, using the naturally occurring fast growing trichome cells as well as cre-lox induced artificial growth mosaics. Our results support a contribution of growth heterogeneity in final sepal shape, again via the microtubule response to mechanical forces. Altogether, this provides a scenario in which global and local mechanical feedback on microtubules channels the sepal final shape

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Mainson, Dany. "Étude du transport des sucres dans les racines d'Arabidopsis thaliana au cours de son cycle de développement et en réponse à un stress osmotique." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2252/document.

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Chez les plantes supérieures, la distribution des sucres entre organes sources et puits requiert l'activité de transporteurs membranaires de sucre. Les flux de sucre variant au cours du développement de la plante et en réponse à des stress, il est logique de penser que les transporteurs de sucres sont impliqués dans ces changements. Le but du travail était de suivre la répartition des sucres et l'expression des transporteurs correspondants dans les racines de la plante modèle Arabidopsis thaliana, en réponse à un stress osmotique. Afin de pouvoir récolter des racines, un système de culture en hydroponie a été mis en place. Après avoir vérifié l'homogénéité des plantes cultivées dans ce système, une étude de l'expression des gènes de transporteurs de sucre a été effectuée au cours du développement des plantes et de d'une journée (24h), en utilisant la technique de macroarray. Cette étude a révélé l'expression dans les racines de 3 transporteurs de saccharose (AtSUC1, AtSUC2 et AtSUC5), 2 transporteurs de polyols (AtPLT5 et AtPLT6) et 2 transporteurs d'hexoses (AtSTP7 et AtSTP13). Le suivi de la teneur en sucres solubles et en amidon ainsi que du transport à longue distance de [U-14C]-saccharose a permis d'émettre des hypothèses quant au rôle des transporteurs de sucres exprimés dans la racine. Afin de mimer un stress hydrique en hydroponie, un protocole d'application progressif d'un agent osmotique (polyéthylène glycol 6000) dans le milieu de culture a été élaboré. Ce système a permis de mettre en évidence que 5 des gènes de transporteurs de sucre identifiés dans la racine ont une expression qui varie dans ces conditions. Trois d'entre eux sont fortement réprimés : AtSUC1
In plants, sugar allocation between source and sink organs is based on the activity of membrane transporters for sugars. As sugar fluxes are changing during development and in response to stress, sugar transporters are supposed to be involved in those changes. The aim of this work was to study sugar allocation and the corresponding transporters gene expression in the roots of the model plant Arabidopsis thaliana during an osmotic stress. In order to have access to the roots, an hydroponic culture system was developped. The homogeneity of the plants obtained with this system was checked and the expression of sugar tranporter genes was followed during development and during a 24h period was studied by a macro-array technique. The expression in the roots of the following genes was found: 3 sucrose transporters (AtSUC1, AtSUC2 and AtSUC5), 2 polyol transporters (AtPLT5 and AtPLT6) and 2 hexose transporters (AtSTP7 and AtSTP13). The sugar and starch content and the long distance of 14C-sucrose were measured and used to build some hypothesis on the role of sugar transporters in the roots. To mimick a water stress, an osmotic stress due to the progressive addition of Polyethylene-glycol was applied. This system demonstrated that 5 of the identified transporter genes display a change in expression: 3 are repressed (AtSUC1, AtSUC5 and AtPLT6) and 2 are over expressed (AtSUC2 and AtSTP13). Moreover, soluble sugar and starch accumulate in the leaves and 14C-sucrose transport to the roots is decreased in plants subjected to an osmotic stress. The respective role of transporters is discussed. The gene expression data were also confirmed with plants grown in rhizoboxes

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Noack, Lise. "Rôle du complexe AtPI4Kalpha1 dans l’établissement de l’identité de la membrane plasmique et le développement chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN066.

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Les cellules sont composées de compartiments délimités par une membrane. Pour permettre aux protéines d’être associées aux membranes du bon compartiment, chaque membrane a une identité qui lui ait propre. Elle se définit par ses caractéristiques physiques et chimiques. Cependant, les compartiments d’une cellule échangent du matériel en permanence. Comment l’identité des membranes est maintenue malgré le flux constant d’échanges de protéines et de lipides lors des transports vésiculaires et non-vésiculaires ? Les phosphoinositides (PIPs) sont des lipides anioniques présents en faible quantité dans les membranes. Chaque PIP se localise différemment dans la cellule. Parmis les PIPs, le PI4P est présent à la membrane plasmique et au Golgi/trans-Golgi Network (TGN). Chez les plantes, PI4P est majoritairement trouvé à la membrane plasmique, contrairement aux animaux ou à la levure chez qui le PI4P se trouve principalement au niveau du TGN. Ainsi le gradient de PI4P le long de la voie d’endocytose est inversé chez les plantes par rapport aux autres eucaryotes. Chez les plantes, l’accumulation de PI4P à la membrane plasmique confère un champ électrostatique important qui recrute des protéines spécifiquement à cette membrane. Comment le gradient de PI4P est établi chez les plantes ? PI4Kα1 est capable de produire du PI4P à partir de phosphatidylinositol. PI4Kα1 se localise à la MP. Par ailleurs, PI4Kα1 est la sous-unité catalytique d’un complexe comprenant 3 autres protéines : NO POLLEN GERMINATION (NPG), EFR3 OF PLANTS (EFOP) et HYCCIN. Le complexe est ciblé à la membrane plasmique via une ancre lipidique au niveau de EFOP. Les orthologues de PI4Kα1 chez la levure et les animaux sont localisés à la membrane plasmique par des complexes protéiques similaires, démontrant une conservation des mécanismes de production des PIP chez l’ensemble des eucaryotes. L’absence du complexe PI4Kα1 entraine une létalité de la plantes au niveau du grain de pollen ou de l’embryon. Ainsi PI4Kα1 est essentiel à l’identité de la membrane plasmique et par conséquent au développement de la plante
Eukaryotic cells are composed of several membrane-surrounded compartments. Each compartment has a unique physicochemical environment delimited by a membrane with a specific biochemical and biophysical identity. The membrane identity includes the nature of the lipids, the curvature, the electrostaticity and the density of lipids at the membrane. The identity of each membrane allows the proper localization of membrane-associated proteins. Phosphoinositides are rare anionic lipids present in membranes. Five types of phosphoinositides exist in plants - PI3P, PI4P, PI5P, PI(4,5)P2 and PI(3,5)P2 - depending of the number and the position of phosphates around the inositol ring. They accumulate differently at the plasma membrane and in intracellular compartments and interact with proteins through stereo-specific or electrostatic interactions. Recent work uncovered that PI4P concentrates according to an inverted gradient by comparison to their yeast and animal counterpart. In plants, PI4P massively accumulates at the plasma membrane and is present in fewer amounts at the trans-Golgi Network (TGN). This PI4P accumulation at the cell surface drives the plasma membrane electrostatic field, which in turn recruits a host of signalling proteins to this compartment. Moreover the plant TGN is the place of vesicular secretion but is also involved in endocytic sorting and recycling, which might imply regulatory mechanisms of lipid exchanges or membrane identity maintenance between the plasma membrane and the TGN. Here, we characterized PI4Kα1 mutants and showed that pi4kα1 loss-of-function leads to pollen grain lethality and distortion in the allele transmission via the female gametophyte, while its knockdown displayed strong developmental phenotypes. Using yeast two hybrid screening and mass spectrometry, we identified that PI4Kα1 is part of an heterotetrameric complex composed of NO POLLEN GERMINATION (NPG), EFR3 OF PLANTS (EFOP) and HYCCIN (HYC). The interaction between PI4Kα1 and the structural subunits of the complex is essential to target PI4Kα1 at the plasma membrane. In addition, we showed that PI4Kα1 complex is anchored in immobile and predefined subdomains of the plasma membrane. This work opens new perspectives on the role of the PI4Kα1 complex in plasma membrane suborganization

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Sicard, Ophélie. "Déterminants génétiques impliqués dans les interactions Arabidopsis thaliana/Potyvirus : identification de déterminants de plante et de virus impliqués dans le développement de symptômes." Bordeaux 2, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR21454.

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Le criblage d'une collection d'accessions d'A. Thaliana, représentative de la diversité génétique de l'espèce avec des isolats variés du virus de la mosaique de la laitue (LMV) et du virus de la Sharka (PPV), deux potyvirus, a permis d'établir une base de données de phénotypes allant de résistances totales à des infections généralisées symptomatiques. L'analyse du déterminisme génétique du phénotype d'infection généralisée symptomatique identifié dans un grand nombre d'accessions vis-à-vis du PPV, réalisée à l'aide de populations de lignées recombinantes fixées, a permis d'identifier plusieurs QTL vis-à-vis des caractères "symptômes" et "accumulation virale". Cependant nous avons montré qu'il n'y avait qu'une faible corrélation entre ces deux caractères. L'un de ces QTL PS11 a été confirmé par l'utilisation de lignées quasi-isogéniques et sa cartographie fine a été initiée en vue de son clonage positionnel. Pour le QTL PS13, nous avons identifié dans l'intervalle génétique qui le contient le gène codant pour le facteur d'initiation de la traduction elF4G, connu pour être impliqué dans les interactions plante/potyvirus. L'hypothèse de l'absence ou de la non-fonctionnalité de ce facteur et de son influence sur la sévérité des symptômes est discutée. De plus, plusieurs déterminants viraux impliqués dans l'apparition des symptômes ont pu être identifiés Ce travail ouvre des perspectives pour d'une part des études d'association phénotype/génotype qui pourront être effectuées sur les accessions symptomatiques identifiées dans ce travail, et d'autre part des analyses fonctionnelles réalisées sur les déterminants de plante et viraux identifiés
The screening of an Arabidopsis thaliana core collection representing 96 % of the species genetic variability was performed with different isolates of the Lettuce mosaic virus (LMV) and of the Plum pox virus (PPV). It lead to the identification/observation of a large diversity of phenotypes, from total resistance to symptomatic susceptibility. The genetic determinants for symptoms were studied in two related recombinant inbred line (RIL) populations, Cvi/Ler and Col/Ler. Several QTLs (quantitative trait locus) linked to viral accumulation and symptomatic susceptibility were identified whereas a weak correlation traits was detected. The PS11 QTL as identified in both populations and confirmed in isogenic lines ; its fine-mapping was under course. A candidate gene approach focalised on the PS13 QTL region where the gene coding for the translation initiation factor eLF4G is mapping. The hypothesis that the abscence or the non-fonctionnality of this factor known for its implication in plant/potyvirus interactions is determinant for symptom was tested. Besides, different viral determinants implied in symptom development have been identified. This work offers new opportunities for association studies and for functionnal analysis of plant/virus interactions

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Callard, Didier. "Isolement et caractérisation de gènes exprimés à différents stades de croissance et au cours du cycle cellulaire dans des suspensions cellulaires d'Arabidopsis thaliana." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30243.

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Abstract:

Afin d'identifier des genes impliques dans le deroulement du cycle cellulaire, une recherche de genes differentiellement exprimes lors de la reprise de croissance de cellules en culture d'arabidopsis thaliana a ete entreprise en utilisant la methode du mrna differential display. Un clone d'adnc gag1at (growth-associated gene) correspondant a un nouveau gene induit en reprise de croissance et trois clones d'adnc srg1, srg2 et srg3 (senescence-related genes), correspondant a des genes fortement exprimes lors de l'arret de croissance des cellules ont ete isoles. L'etude de l'expression des genes srg a revele que certains processus moleculaires intervenant lors des etapes tardives des processus de senescence des plantes sont conserves en fin de croissance des cellules d'arabidopsis. De plus, la mise en evidence d'une fragmentation de l'adn en nucleosomes et d'une condensation de la chromatine suggere l'existence de processus de mort cellulaire chez les vegetaux, presentant certaines des caracteristiques de la mort cellulaire programmee des cellules animales. La recherche de genes exprimes dans des phases definies du cycle cellulaire a ensuite ete entreprise. Pour cela, une methode permettant d'obtenir un systeme de cellules partiellement synchronisees, par carence en phosphate et traitement par l'aphidicoline, a ete mise au point sur la lignee at112 d'arabidopsis. Six adnc correspondant a des genes fortement exprimes en reprise de croissance et en phase s ont ete isoles par mrna differential display. Deux clones d'adnc ch2bat et ch2avat ont ete caracterises. Le gene h2bat code pour un nouveau membre de la famille des histones h2b. Le produit du gene h2avat constitue le premier variant d'histone de la sous-famille h2a. F/z isole et caracterise chez les plantes. Les autres adnc selectionnes correspondent a des genes nouveaux dont la fonction pourraient etre impliques dans le deroulement du cycle cellulaire.

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Pontier, Garance. "Caractérisation fonctionnelle de TCTP et CSN4 dans la régulation de la progression du cycle cellulaire et de la croissance mitotique chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN065.

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Abstract:

Chez les plantes comme chez les animaux, la taille des organes est une caractéristique cruciale dépendant de différents processus que sont la prolifération, la croissance, la différentiation et la mort cellulaires. Ces processus sont très précisément contrôlés et beaucoup de leurs régulateurs clefs sont fortement conservés chez les eucaryotes. Parmi eux, TRANSLATIONNALLY CONTROLLED TUMOR PROTEIN (TCTP), une protéine régulée lors de sa traduction, est connue pour jouer un rôle essentiel dans le développement des organes. Ma thèse vise à préciser la voie d'action de TCTP sur la progression du cycle cellulaire chez Arabidopsis thaliana. CSN4, une sous-unité du complexe CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 9 SIGNALOSOME (CSN), a été identifiée comme interacteur de TCTP. Le complexe CSN régule l'activité, l'assemblage et la stabilité des complexes CULLIN-RING UBIQUITIN LIGASES (CRL), une classe majeure d'E3-ubiquitine ligases. Les CRL sont donc impliqués dans la dégradation par la voie Ubiquitine/protéasome de nombreux substrats dont des régulateurs clefs du cycle cellulaire. J'ai tout d'abord caractérisé l'interaction physique entre AtTCTP et AtCSN4 et montré que celle-ci se fait en dehors du complexe CSN. J'ai ensuite caractérisé l'existence, chez les mutants csn4, d'un délai embryonnaire semblable, bien que nettement moins important, à celui observé chez les mutants tctp. Enfin, j'ai mis en évidence que des défauts d'expression de régulateurs clefs du cycle cellulaire : uniquement chez des régulateurs de la transition G1/S (CYCD7;1 et KRP6) pour les mutants tctp et beaucoup plus variés chez les mutants csn4. J'ai également mené une étude protéomique globale montrant un enrichissement de protéines impliquées notamment dans la traduction à la fois parmi celles surexprimées chez tctp et celles sous-exprimées chez csn4. Les travaux durant ma thèse apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes par lesquels TCTP régule la transition G1/S du cycle cellulaire en association avec CSN4 et ouvrent sur de nouvelles questions et perspectives notamment sur l'implication de régulateurs clefs du cycle comme CYCD7;1 et KRP6 ou le lien avec la régulation de la traduction des protéines
In plants as in animals, organ size is a crucial characteristic achieved by cell proliferation, growth, differentiation and death Those processes are precisely monitored and many of their key regulators are conserved in all eukaryotes. Among them, TRANSLATIONNALY CONSERVED TUMOR PROTEIN (TCTP) is known to play an essential role in organ development. My thesis aims at specifying the pathway leading TCTP to control cell cycle progression in Arabidopsis thaliana. CSN4, a sub-unit of the CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 9 SIGNALOSOME (CSN) , was identified as a TCTP interactor. CSN regulates the activity, the assembling and the stability of CULLIN-RING UBIQUITIN LIGASES (CRLs), a major class of E3-ubiquitine ligases. Hence, CRLs are implicated in protein degradation through the ubiquitin/proteasome system and more notably in the degradation of key cell cycle regulators. Firstly, I characterized the physical interaction between TCTP and CSN4. I demonstrated that this interaction takes place outside of the CSN holocomplex. Then, I showed that csn4 mutants are delayed during embryogenesis in similar way to tctp mutants, even if the delay remains less important. Finally, I highlighted defaults in the expression levels of several key cell cycle regulators in those mutants. The defects are limited to regulators of the G1/S transition in tctp mutants whereas they are much more diverse in csn4 mutants. I also led a global proteomic study showing an enrichment in proteins linked to translation in both proteins upregulated in tctp mutants and down-regulated in csn4 mutants. My PhD work enriches the current level of knowledge on how TCTP regulates the cell cycle's G1/S transition in association with CSN4 . It opens new questions and perspectives on the implication of key cell cycle regulators such as CYCD6;1, CYCD7;1 and KRP6 and on the link between this pathway and the regulation of protein translation

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Hasson, Alice. "Rôles fonctionnels des gènes CUC et MIR164A au cours du développement foliaire chez Arabidopsis thaliana et sa proche relative Cardamine hirsuta." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112063.

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Abstract:

Une grande diversité de formes foliaires caractérise le monde végétal. Cette diversité s'étend des feuilles simples avec des marges lisses aux feuilles composées, avec des marges disséquées. Cependant, les dentelures des marges de ces feuilles simples ou composées se développent en suivant un mécanisme similaire. Ce mécanisme repose sur l'action des gènes NO APICAUX MERISTEM/ CUP-SHAPED COTYLEDONS (NAM/CUC) ainsi que sur la voie auxinique. Chez Arabidopsis, qui possède des feuilles simples, un équilibre entre les expressions de CUC2 et de son répresseur, miR164, est nécessaire au bon développement des dents. Nous avons montré qu'un autre membre de la famille CUC, CUC3, contribue également au développement de ces dents chez Arabidopsis. Bien que son action soit principalement dépendante de CUC2, il agit également plus tard au cours du développement foliaire. En outre, nous avons démontré qu'une boucle de rétro-contrôle entre CUC2 et la voie auxinique permet le développement de dents avec plus ou moins marquées. Nous avons également montré qu'un modèle d'expression temporelle existe entre l'auxine et le module CUC2-miR164. En outre, la production de plantes transgéniques de Cardamine hirsuta, un proche parent d' Arabidopsis, qui possède des feuilles composées, a mis en évidence l'importance des éléments cis-régulateurs dans le promoteur de CUC1 de Cardamine hirsuta. En effet, la divergence de ces éléments cis-régulateurs entre les promoteurs de CUC1 de Cardamine hirsuta et d' Arabidopsis pourrait expliquer que CUC1 soit fortement exprimé dans les feuilles de Cardamine hirsuta alors qu'il est faiblement exprimé dans celles d' Arabidopsis
A wide diversity of leaf shapes characterises the plant world. This diversity ranges from simple leaves with smooth margins to compound leaves with dissected margins. However, all serrations of simple or compound leaf margins are developed using a similar mechanism. This mechanism includes the action of the NO APICAL MERISTEM/CUP-SHAPED COTYLEDON (NAM/CUC) genes as well as the auxin pathway. In Arabidopsis simple leaves, a balanced expression of CUC2 and its repressor miR164 is controlling the serrations development. We have shown that another member of the CUC family, CUC3, also contributes to the serration development in Arabidopsis simple leaves. While its action is mainly dependent of the one of CUC2, it also acts later during leaf development. Additionally, we have demonstrated that a feed-back loop was regulating the CUC2 and auxin pathways, in order to form leaves with more or less incisions. We also shown that a temporal expression pattern was established between the auxin and the CUC2-miR164 module. Moreover, generation of transgenic Cardamine hirsuta plants, a close relative of Arabidopsis, that possesses compound leaves, has enlighten the importance of cis-regulatory elements in the promoter of CUC1 from Cardamine hirsuta. Indeed, the divergence of cis-regulatory elements between promoters of CUC1 from Cardamine hirsuta and Arabidopsis could explain that CUC1 is expressed strongly in Cardamine hirsuta leaves whereas it is weakly expressed in Arabidopsis leaves

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Trapet, Pauline. "Incidence physiologique et étude du mode d'action de la pyoverdine de Pseudomonas fluorescens chez Arabidopsis thaliana : liens avec l'homéostasie du fer, la croissance et les défenses." Thesis, Dijon, 2015. http://www.theses.fr/2015DIJOS053/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans l’étude de l’incidence de sidérophores sur la physiologie de la plante. Il décrit plus précisément, à l’échelle phénotypique et moléculaire, l’impact de la pyoverdine produite par la souche bactérienne bénéfique Pseudomonas fluorescens C7R12 sur la croissance, la réponse immunitaire et l’homéostasie du fer chez Arabidopsis thaliana. Le lien fonctionnel entre immunité et homéostasie du fer a été abordé de façon plus spécifique via l’analyse du mode d’action de l’acide β-aminobutyrique (BABA), un potentialisateur des réponses de défense de la plante. En conditions de fer limitantes, afin de pourvoir à la carence, Pseudomonas fluorescens libère la pyoverdine dans le sol sous sa forme non chélatée (apo-pyo). Le complexe fer-pyoverdine (ferri-pyo) est ensuite internalisé par la bactérie. Nous avons vérifié que l’apo-pyo est assimilée par des plantes d’A. thaliana cultivées dans un milieu contenant ou non du fer. De façon remarquable, l’apo-pyo restaure le phénotype de croissance des plantes carencées en fer. Une analyse transcriptomique a révélé que chez ces dernières, l’apo-pyo induit fortement l’expression de gènes associés à la croissance, l’import et la redistribution du fer in planta. En revanche, une répression de l’expression de gènes de défense s’opère. De façon concordante, l’effet promoteur de croissance de l’apo-pyo chez les plantes carencées est strictement dépendant de l’expression des gènes IRT1 et FRO2 codant deux protéines majeures de l’import de fer. De plus, une moindre résistance de ces plantes à Botrytis cinerea a été relevée. L’incidence négative de l’apo-pyo sur les défenses s’accompagne d’une surexpression du facteur de transcription HBI1 jouant un rôle clé dans la régulation de la balance croissance/défense. L’ensemble de ces événements n’a pas été observé chez les plantes cultivées dans un milieu enrichi en fer, démontrant que les effets de l’apo-pyo chez A. thaliana sont conditionnés par le statut en fer de la plante. En parallèle, l’étude du mode d’action du BABA a indiqué que ce potentialisateur de l’immunité est un chélateur très efficace du fer. En conséquence, appliqué à des plantes d’A. thaliana, le BABA déclenche une carence en fer transitoire. Nous avons émis l’hypothèse que cette carence pourrait constituer un signal plaçant la plante en veille défensive. En accord avec cette assomption, les plantes carencées en fer présentent une résistance accrue à B. cinerea et produisent des métabolites secondaires associés aux défenses dont l’accumulation est également induite par le BABA. Ainsi, la carence en fer transitoire occasionnée par le BABA pourrait constituer l’une des composantes de son effet potentialisateur sur l’immunité. En conclusion, ce travail apporte des premiers éléments explicatifs quant à l’incidence de la pyoverdine sur des traits physiologiques de la plante et rapporte un mode d’action orignal du BABA. Plus généralement, il renforce le concept encore naissant de l’existence de régulations croisées entre les voies de signalisation associées à la croissance, l’immunité et l’homéostasie du fer chez les plantes
Siderophores are strong iron chelators produced by bacteria under iron deficiency conditions. In the present work, we studied the impact of the siderophore pyoverdine, produced by the plant growth promoting rhizobacteria Pseudomonas fluorescens C7R12, on plant physiology from phenotypic to molecular effects with a specific focus on plant growth, immune response and iron homeostasis. Based on our analysis of the mode of action of the non-protein amino acid β-aminobutyric acid (BABA), a priming inducer in plants, we studied more specifically the functional link between iron homeostasis and plant immunity. Under iron deficiency, P. fluorescens excretes the iron free form of pyoverdine (apo-pyo) in the soil. Once chelated with iron (ferri-pyo), the complex is internalized by the bacteria. We demonstrated that Arabidopsis thaliana plants treated by apo-pyo in a medium containing or not iron (Fe 25 or Fe 0) also internalize pyoverdine. Moreover, we observed that under iron deficiency, pyoverdine treated plants did not display the growth reduction induced by iron deficiency. In accordance with this phenotype, a microarray analysis revealed that the expression of genes related to growth and development was induced, as well as genes related to iron uptake and transport in planta. In contrast, the down regulation of the expression of genes related to defense was observed. Correspondingly, we demonstrated that the growth improvement induced by apo-pyo under iron deficiency depends on the expression of IRT1 and FRO2, two major genes involved in iron uptake mechanisms. Of interest, the resistance to Botrytis cinerea conferred by iron deficiency was lost following apo-pyo treatment. The overexpression of the HBI1 transcription factor, known to be involved in the growth-defense tradeoff, can be linked to the above observations. These apo-pyo effects were not observed after treatment of plants under sufficient iron conditions, indicating that in A. thaliana apo-pyo effects are dependent on the plant iron status. In the same time, the analysis of the mode of action of BABA that potentiates plant defense responses demonstrated that BABA is a powerful iron chelator. BABA treatment in A. thaliana triggered a transient iron deficiency response. Based on this assessment, we assume that iron deficiency response and priming of defense may be connected. In accordance with this hypothesis, we showed that plants cultivated under iron deficiency and BABA treated plants both displayed resistance to B. cinerea and produced secondary metabolites associated to defense. Hence, the BABA priming effects on plant defense may be due to the induction of transient iron deficiency. To conclude, this work draws first explications on pyoverdine effects on plant physiology and presents an original mode of action contributing to the priming effects of BABA. In a larger view, this work supports the recent concept of the existence of a cross-regulation between growth, immunity and iron homeostasis in plants

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Djafi, Nabila. "Etude des rôles des diacylglycérol kinases chez Arabidopsis thaliana par des approches pharmacologiques et par génétique inverse." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066021.

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Abstract:

Les diacylglycerol kinases catalysent la phosphorylation du diacylglycérol en acide phosphatidique. Nous avons montré que la PLC spécifique des phosphoinositide (PI-PLC) et la diacylglycérol kinase (DGK) régulent négativement l'expression basale de la plupart des gènes DREB2 dans les cellules en suspension d'Arabidopsis thaliana. Les gènes DREB2 codent pour des facteurs de transcription qui se lient aux motifs DRE (Drought Responsive Elements). Ces éléments sont également liés par les facteurs DREB1. Alors que les facteurs DREB2 sont principalement impliqués dans les réponses à la sécheresse et au stress chaud, les DREB1 sont quant à eux induits en réponse au froid. Nous avons également pu montrer que l'inhibition par des agents pharmacologiques des activités PI-PLC ou DGK conduit à l'induction de l'expression basale des gènes DREB1. Cependant, l'induction est beaucoup moins marquée chez les gènes DREB1 que DREB2A, un membre de la famille DREB2. Cela indique que les gènes DREB1 et DREB2, ne sont pas soumis à la même régulation transcriptionnelle et que la signalisation lipidique pourrait en partie expliquer les différences dans la régulation des gènes DREB. Les DGK d'Arabidopsis sont codées par une famille multigénique de 7 gènes. Parmi ces gènes, on retrouve la DGK5 dont les le transcrit peut subir un épissage alternatif, ce qui aboutit à deux transcrits, dont l'un comporte une protéine avec un domaine putatif de liaison à la calmoduline. Le mutant knock-out dgk5.1 à une racine plus courte lorsqu'il est cultivé à 12°C comparé au sauvage. Ce phénotype racinaire est corrélé avec une zone méristématique et des cellules plus petites. La croissance des racines du mutant n'est n'est pas modifiée en présence de la plupart des hormones testées. Pourtant, elle est moins sensible à l'auxine exogène à 12°C par rapport au WT. Le mutant dgk5.1 génère moins de racines secondaires en présence d'auxine exogène que le WT. Le promoteur DR5 n'est pas activé dans le mutant à 12°C par l'IAA exogène dans la zone méristématique, alors qu'il est dans le WT. Nos résultats montrent que le mutant dgk5.1 est altéré dans sa réponse à l'auxine à 12°C, suggérant un rôle de perception/transduction de l’auxine dans les racines courtes
Diacylglycerol kinases catalyse the phosphorylation of diacylglycerol into phosphatidic acid. We show that phosphoinositide dependent-phospholipase C (PI-PLC) and diacylglycerol kinase (DGK) in Arabidopsis thaliana suspension cells negatively regulated the basal expression of most DREB2 genes. DREB2 genes encode transcription factors that bind to Drought Responsive Elements (DRE). Those elements are also bound by DREB1 factors. While DREB2 factors are mostly involved in drought and heat responses, DREB1s are induced in the response to chilling. We show also that the pharmacological inhibition of PI-PLC or DGK leads to the basal induction of DREB1 genes. However, the induction is much less marked for the DREB1 genes than that of DREB2A, a member of the DREB2 family. This illustrates that DREB1 and DREB2 genes, while having the same targets, are not submitted to the same transcription regulation, and that lipid signalling might in part explain these differences in the regulation of the DREB genes. In Arabidopsis, DGKs are encoded by a multigenic family of 7 members. In this thesis, we focus on DGK5. The transcripts can have differential splicing, leading to two mature transcript, one of which leading to a protein with a putative calmodulin binding domain. A dgk5 knocked-out mutant is comparable to the WT, except for shorter root when grown at 12°C. This short root phenotype is correlated with to shorter meristematic zone and smaller cells. The short root phenotype is not altered in presence of most hormones. Yet, the root growth is less sensitive to exogenous auxin at 12°C compared to the WT. Accordingly the mutant produces less secondary roots in presence of exogenous IAA than the WT at 12°C. The DR5 promoter is not activated in the mutant at 12°C by exogenous IAA, in the meristematic zone, while it is in the WT. Our results show that the dgk5.1 mutant is impaired in auxin response at 12°C, suggesting a role of auxin perception /transduction in the short root phenotype

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Leroux, Christelle. "Implication des pectines méthyl-estérases (PMEs) et de leurs inhibiteurs (PMEIs) au cours de la germination du grain de pollen et de la croissance polarisée du tube pollinique chez Arabidopsis thaliana." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES019.

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Abstract:

Durant la reproduction sexuelle des plantes, la germination du grain de pollen et la croissance du tube pollinique dans le pistil sont des étapes essentielles pour permettre la fécondation et la production de graines. Le grain de pollen est composé de deux noyaux spermatiques et d'une cellule végétative délimitée, de l'intérieur vers l'extérieur, par la membrane plasmique, l'intine et l'exine. La dégradation de l'intine, composée de polysaccharides complexes dont les homogalacturonanes (HGs), est nécessaire pour une bonne germination du grain de pollen. Les HGs sont synthétisés sous leur forme fortement méthyl-estérifiés, dans l'appareil de Golgi, avant d'être sécrétés dans la paroi. La dé-méthyl-estérification des HGs est catalysée par des enzymes pariétales, les pectines-méthyl-estérases (PMEs). Lorsque les HGs sont dé-méthyl-estérifiés, ceux-ci peuvent se lier entre eux via une interaction avec le calcium, qui permet un renforcement pariétal du à ces structures en "boîtes à oeufs". Lorsque les HGs sont partiellement dé-méthyl-estérifiés, ils peuvent être la cible d'autres enzymes, telles que les polygalacturonases, ce qui entraîne également une modification des propriétés physiques de la paroi. Quatorze des 66 PMEs chez A. Thaliana sont exclusivement exprimées dans le grain de pollen et le tube pollinique. Nous avons analysé l'expression de ces 14 PMEs par qRT-PCR à trois stades de la germination du grain de pollen : dans le grain de pollen sec, dans les grains de pollen en cours d'imbibition et lors de la croissance des tubes polliniques. L'expression est à la fois dépendante du temps et du gène. Nous avons donc analysé par la suite des lignées mutantes pour les PMEs : PPME1, PME48 et PME23, à la fois in-vitro et in-vivo. Les lignées mutantes présentent des retards de germination par rapport aux grains de pollen sauvages. De plus, des phénotypes remarquables comme des doubles germinations ou un taux important d'éclatement des tubes polliniques ont été mis en évidence. L'objectif de ce projet a été de préciser le rôle des PMEs et des PMEIs au cours du trafic cellulaire dans la régulation des propriétés dynamiques et le remodelage de la paroi du grain de pollen lors de sa germination et des tubes polliniques lors de leur croissance
During sexual plant reproduction, pollen germination and pollen tube elongation in the pistil are essential for delivering the sperm cells to the ovule. Pollen grain is composed of two sperm cells and a vegetative cell limited, from the inside to the outside, by a plasma membrane, the intine and the exine. The degradation of the intine, composed of complex polysaccharides including homogalacturonans, is of main importance to insure a proper germination. Homogalacturonan (HG) is assumed to be synthetized under a methylesterified form in the Golgi apparatus before its secretion to the cell wall. De-methylesterification of HGs is catalyzed in the cell wall by Pectin methylesterases (PMEs). Upon block-wise action of PME, the blocks of de-methylesterified HGs can interact with Ca2+, promoting the formation of the so-called "eggs-box" structure and thus rigidifying the cell wall. Upon random action, the partially de-methylesterified HGs may become a target for pectin-degrading enzymes, such as polygalacturonases, affecting the texture and rigidity of the cell wall. Interestingly, 14 of the 66 Arabidopsis PMEs are specifically expressed in pollen grain and pollen tube. We have analyzed the expression of these 14 PMEs by RT-PCR in dry pollen grains, during imbibition and pollen tube growth. The expression is gene- and time-dependent. Based on this, we have studied knock-out mutants PMEs (ppme1, pme48 and pme23) under in-vitro and in-vivo conditions. These mutant lines present a strong delay in germination compared to the wild type and a remarkable phenotype with multiple pollen tube tips emerging from the pollen grain and an important bursting pollen tubes rate. The objective of this project was to clarify the role of PMEs and PMEIs during the regulation of dynamic properties during cell traffic and remodeling of the pollen grain cell wall during its germination and during the growing pollen tube cell wall

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Angeles, nÚÑez Juan Gabriel. "Etude de la saccharose synthase dans la graine d'arabidopsis thaliana : localisation, regulations et fonctions." Phd thesis, AgroParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005164.

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Abstract:

Sucrose synthase (SUS) is a key enzyme in sucrose metabolism. This enzyme catalysis the reversible conversion of sucrose and UDP to UDP-glucose and fructose, which are both used in multiple biochemical pathways. The Arabidopsis genome contains six sucrose synthase genes. A member of this family (SUS2) is strongly and specifically expressed in Arabidopsis seeds during the maturation phase, corresponding to reserve accumulation period. Total SUS activity reached a peak during seed maturation, at about 15 days after flowering (DAF), which corresponds approximately to the middle of this stage. This activity pattern fitted well with SUS2 mRNA abundance, although we cannot exclude the presence of other SUS isoform activities, such as SUS3, in seeds at late maturation. Using specific antibodies we have shown that, SUS2 is localised in the embryo, endosperm and seed coat with differential patterns. During the maturation phase, the SUS2 protein was mainly colocalised with plastids in the embryo. This result is consistent with the hypothesis that SUS2 association with the plastid may play a role in channelling of sucrose metabolism to G-6-P or PEP, both carbon compounds which enter the plastids enabling starch or lipid synthesis. Indeed, the regulation of SUS2 and SUS3 expression was investigated during seed development for wild type (WT) and for seed maturation mutants (i.e. lec2-4, fus3-4 and abi3). The accumulation patterns of SUS mRNA and protein, as well as total activity, were strongly affected in these mutants during seed development. We showed that the expression of the SUS2 promoter was induced in planta by sugar (glucose, sucrose and trehalose) and that the expressions of SUS2 and SUS3 promoters are redundantly regulated by LEC2 and FUS3 during the maturation phase. Last, a functional analysis was carried out in developing seeds, using biochemical characterisation and metabolite profiling of one sus1, two sus2 and two sus3 alleles. The results obtained outlined the importance of these SUS isoforms for sucrose metabolism in developing seeds of Arabidopsis.

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Baud, Sébastien. "Identification et caractérisation de gènes impliqués dans la maturation de la graine d'Arabidopsis thaliana par l'étude de mutants d'insertion ADN-T." Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2003. http://www.theses.fr/2003INAP0024.

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Berger, Nathalie. "Analyse génétique et moléculaire du dèveloppement de la graine d’Arabidopsis thaliana : étude de la régulation de l’expression du gène LEAFY COTYLEDON 2." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112033/document.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse est l’étude de la régulation de l’expression du facteur de transcription LEAFY COTYLEDON 2 (LEC2), qui est un, régulateur clé du développement de la graine d’Arabidospsis thaliana. La graine offre un mode de propagation et de protection des espèces végétales à graines, indispensable à leur survie. La graine est l’élément de base de l’agriculture, en tant que semence, et de l’alimentation humaine, aussi bien sous forme brute que sous forme transformée (farines, huiles…). Elle a aussi de très nombreuses applications industrielles dans l’industrie et les biocarburants. Le développement de la graine, comme beaucoup d’étapes nécessaires à la vie de la plante, est controlé par des phénomènes complexes, incluant des facteurs de transcription. LEC2, ainsi que 2 autres facteurs de transcription de type B3 (FUSCA 3 et ABI3) et un facteur à domaine de fixation CAAT (LEAFY COTYLEDON 1), sont les quatre facteurs clés du développement de la graine d’Arabidospsis thaliana, appelés AFLs (ABI3, FUS3, LEC1, 2). Les gènes AFLs s’expriment spécifiquement dans l’embryon et sont fortement réprimés dans les parties végétatives, par de multiples mécanismes impliquant, entre autre, des facteurs de transcription et des acteurs plus généraux modifiant la structure de la chromatine. Bien que la régulation de LEC2 ait déjà été largement étudiée, les mécanismes précis de répression ainsi que l’activation de ce gène, sont encore méconnus.Le travail présenté est basé sur un travail de délétion de promoteurs, qui a révélé l’existence de 3 boîtes de régulation, essentielles à une activité correcte du promoteur de LEC2. Deux boîtes, dont une correspondrait à une boîte de fixation de facteurs MADS et une à une boîte GAGA dans la séquence transcrite non traduite de LEC2, sont essentielles à l’activité du promoteur. La 3ème séquence, d’une longueur de 50pb, est nécessaire à la répression de LEC2 dans les parties végétatives par des mécanismes épigénétiques. La corrélation de la présence de cette boîte avec un enrichissement dans la marque H3K27me3 au locus nous a permis de rapprocher cette séquence de répression d’une PRE (Polycomb response element) de type végétal
The aim of this work is to study the regulation of the transcription factor LEAFY COTYLEDON 2, which is a key regulator of seed developpement in Arabidopsis thaliana.Seeds have essential functions in the environnement for plant propagation and as embryo protective tools. Furthermore, numerous products issued from the agriculture or involved in human food (e.g. cereals, oil, flour) are based on seeds. Several industrial apllications depend, as well, on this organ such as oil production for human consumption, additives for some industrial processes, or biofuel synthesis.Seed developemental phases are dependant of a complex regulatory network composed in major part with transcription factors, that were found to be central components of plant evolution and domestication.LEC2, FUS3, ABI3 (three B3 type factors) and LEC1 (a CATT binding factor) are named AFL (ABI3, FUS3, LEC1, 2) genes, and are key regulators of Arabidopsis seed development. AFL genes are specifically expressed in embryo and repressed in vegetatives tissues. This repression has been principally studied in germinating seedlings and was shown to be caused by a set of transcription factors and chromatin structure modifiers.Beside the fact that LEC2 regulation has been extensively studied within the past few years, it was known that other mechanisms of repression and activation were still to be discovered. The work carried out on LEC2 presented here, mainly based on an extensive promoter deletion analysis, has allowed the discovery of three essential nucleotidic sequences necessary for a proper LEC2 promoter activity. The two first regulatory sequences are similar to a MADS box binding element and a GAGA binding site, and were found to be essentials for LEC2 promoter activity. The third sequence (named RLE for Repression of LEC2 Element) is 50bp long and lead to the repression of LEC2 promoter activity after onset of seed germination. A very strong correlation between RLE and the enrichment of H3K27me3 mark deposition at specific loci, suggests this sequence is the first PRE-like (Polycomb response element) element identified in plants

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Desrut, Antoine. "Mécanismes moléculaires impliqués dans les interactions entre Arabidopsis thaliana et des rhizobactéries bénéfiques : Implication du transport de sucres ?" Thesis, Poitiers, 2019. http://theses.univ-poitiers.fr/63024/2019-Desrut-Antoine-These.

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Les plantes vivent en étroite relation avec des populations complexes de microorganismes, y compris des espèces de rhizobactéries communément appelées rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR). Les PGPR conférèrent aux plantes une meilleure croissance et tolérance aux stress biotiques et abiotiques mais les mécanismes moléculaires impliqués dans ce processus restent largement inconnus. En utilisant un système expérimental in vitro, la plante modèle Arabidopsis thaliana et la souche PGPR bien caractérisée Pseudomonas simiae WCS417r, nous avons réalisé un ensemble complet d'analyses phénotypiques, d’expressions géniques et biochimiques. Nos résultats montrent que PsWCS417r induit des modifications transcriptionnelles majeures du transport du sucre et d'autres processus biologiques clés liés à la croissance, au développement et à la défense des plantes. En utilisant une approche de génétique inverse, nous avons également démontré que AtSWEET11 et AtSWEET12, deux gènes transporteurs de sucre dont l'expression est réprimée par les souches bactériennes étudiées chez Arabidopsis thaliana, sont fonctionnellement impliqués dans les effets favorisant la croissance et le développement des plantules. Nos résultats révèlent que la régulation du transport de sucres joue un rôle important dans les effets bénéfiques des interactions plantes-rhizobactéries. Nous avons étendu notre étude à deux autres souches de PGPR (Pseudomonas fluorescens PICF7, Burkholderia phytofirmans PsJN) et à une autre souche non-PGPR (Escherichia coli DH5α). Ces trois souches bactériennes sont capables de modifier elles aussi l’expression de plusieurs gènes codant des transporteurs de sucre (essentiellement des gènes des familles AtSWEET et AtERD6-like), soit dans les racines, soit dans les parties aériennes des plantules d’Arabidopsis. Globalement, nos résultats révèlent une régulation transcriptionnelle conservée ou spécifique de certains gènes codants pour des transporteurs de sucres lors des interactions plante-PGPR. Enfin, nous avons effectué l'identification et la caractérisation d'une souche Bacillus megaterium, RmBm31, isolée de nodules racinaires de la légumineuse Retama monosperma. Notre étude révèle que RmBm31 est une bactérie endophyte produisant de l'IAA et possédant un grand nombre de gènes associés à des caractères favorisant la croissance des plantes. En utilisant la plante modèle Arabidopsis, nous avons démontré que cette souche présente des effets bénéfiques sur la croissance et le développement des plantules via la production de composés volatils. Ces effets semblent impliquer des mécanismes de signalisation indépendants de l'auxine
Plants live in close relationships with complex populations of microorganisms, including rhizobacteria species commonly referred to as Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). PGPR able to confer to plants an improved productivity but the molecular mechanisms involved in this process remain largely unknown. Using an in vitro experimental system, the model plant Arabidopsis thaliana, and the well characterized PGPR strain Pseudomonas simiae WCS417r, we have carried out a comprehensive set of phenotypic, gene expression, and biochemical analyses. Our results show PsWCS417r induces major transcriptional changes in sugar transport and in other key biological processes linked to plant growth, development and defense. Using a reverse genetic approach, we also demonstrate that AtSWEET11 and AtSWEET12, two sugar transporter genes whose expression is down-regulated by the PGPR, are functionally involved in its plant-growth promoting effects. Altogether, our findings reveal regulation of plant sugar transport plays a crucial role in determining the fate of plant-rhizobacteria interactions. We extended our study to two other PGPR and a non PGPR strain. Overall, our results show that all three bacterial strains tested are able to alter the expression of several plant sugar transporter genes (essentially genes of the AtSWEET and AtERD6-like families), either in roots or in shoot, and either in physical contact with the seedling roots or via the production of volatile compounds only. Altogether, our findings reveal conserved and strain-specific trancriptional regulation of sugar transport during plant-PGPR interactions. Lastly, we report the identification and characterization of a Bacillus megaterium endophytic strain, RmBm31, isolated from root nodules of the legume species Retama monosperma. Our study reveals RmBm31 is an IAA-producing endophytic bacterium that possess a large set of genes associated with plant growth promoting traits. Using the model plant species Arabidopsis, we demonstrate this strain display beneficial effects on plant growth and root development via the production of volatile compounds. These effects seem to involve auxin-independent signaling mechanisms

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Dissertations / Theses on the topic 'Arabidopsis thaliana – croissance et développement'

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