Academic literature on the topic 'Méristèmes racinaires'

Cell proliferation in Allium sativum L. primary root meristems is stimulated by poly-D-lysine. This effect has been studied on asynchronous and on hydroxyurea-synchronized meristems using cell kinetics techniques and DNA microdensitometry. The rapid increase of mitotic indices is the result of the onset of mitosis in 4C cells which are arrested in G2. However, neither the initiation of DNA synthesis in G1 cells, nor the labelling index of roots continuously incubated with tritiated thymidine, are altered. Thus, poly-D-lysine has a selective effect on G2 cells, triggering the onset of mitosis in those cells. Our results, which show that mitosis can be induced in G2 cells by an exogenous supply of a polycationic compound, are discussed in relation to the occurrence and the features of G2-arrested cells within root meristems.

La différentiation cellulaire, qui désigne la transition d’une cellule d’un état souche vers un état mature, est un processus morphogénétique : elle s’accompagne de changements phénotypiques cellulaires issus de modifications de l’expression des gènes. L’activation et la répression de l’expression des gènes résulte de l’activité conjointe de facteurs de transcription et de complexes régulateurs de la chromatine qui instruisent des états chromatiniens locaux via des modifications post-traductionnelles (PTM) des histones nucléosomales. Ces états peuvent faciliter ou empêcher la machinerie de transcription de se lier aux séquences promotrices et régulatrices de gènes. Le Complexe Répressif Polycomb 2 (PRC2) est un complexe régulateur de la chromatine spécialisé dans le dépôt de groupes tri-méthyl sur la lysine 27 de l’histone 3 (H3K27me3). H3K27me3 est en général associée à la répression transcriptionnelle. La perte d’activité de PRC2 désorganise les processus développementaux dans le temps et dans l’espace aux échelles cellulaire et tissulaire. Mon projet doctoral vise à étudier le rôle de PRC2 dans la régulation transcriptionnelle au cours de la différentiation cellulaire lors du développement végétatif de la racine d’Arabidopsis thaliana. En intégrant des données épigénomiques et transcriptomiques en cellule unique, publiées et originales, j'ai disséqué les variations d’expression des gènes ciblés par PRC2 au cours de la différentiation de plusieurs types cellulaires de la racine. Je montre d’abord que la régulation transcriptionnelle par PRC2 est essentiellement type cellulaire-spécifique. De fait, l’activité différentielle des gènes ciblés par PRC2 peut être considérée comme une signature de chaque type cellulaire. De plus, les changements d’activité transcriptionnelle au cours de la différentiation surviennent par vagues spécifiques de chaque type cellulaire et auxquelles contribuent significativement les gènes ciblés par PRC2. La seconde partie de ce projet vise à établir une relation de causalité entre l’activité chromatinienne de PRC2, la régulation transcriptionnelle découlant de l’activité de PRC2 et l’exécution correcte de la différentiation lors de la morphogenèse racinaire. Pour cela, une approche de génétique inverse consistant à implémenter chez A. thaliana un système inductible qui génère, dans des populations de cellules et à un stade développemental choisis, la perte de fonction du gène FIE codant pour une sous-unité essentielle de PRC2. D’après nos premières observations, la perte de FIE post-germination phénocopie des mutants constitutifs de PRC2, suggérant l’implication de PRC2 dans l’orchestration de la différentiation, le maintien des niches de cellules souches et la zonation fonctionnelle des méristèmes racinaires.Notre travail met en lumière l’interaction entre régulation chromatinienne par le dépôt d’une PTM d’histone spécifique, H3K27me3, et la régulation transcriptionnelle au cours de la différentiation cellulaire
Cell differentiation, the process that refers to the transition of stem cells to mature cells, is a morphogenetic process resulting in phenotypic changes at the cellular scale. It relies on a profound remodeling of cells transcriptome. Transcription activation and repression are the result of the intertwined activity of both transcription factors and chromatin-modifying complexes that define local chromatin states by depositing post-translational modifications on histone tails, thereby preventing or facilitating the transcription machinery to bind promoters and other regulatory elements. Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) is a chromatin-modifying complex that catalyses the tri-methylation of lysine 27 of histone 3 (H3K27me3) which deposition is associated with repressive chromatin and transcriptional silencing in eukaryotes. Loss of PRC2 activity deeply impacts developmental processes in plants and metazoans, impairing the orchestration of developmental programs in space and in time, at both cellular and tissular scales.My doctoral project aimed at deciphering the role of PRC2 in regulating transcription during the establishment of cell types during post-embryonic development, using the root of Arabidopsis thaliana as model.By integrating both publicly available and original epigenomic and transcriptomic data at the single cell resolution, I dissected the transcriptional response of PRC2-regulated genes all along the differentiation of several root cell types. These analyses first showed that the transcriptional regulation by PRC2 is for the most part cell type-specific and subsequently that the differential expression of PRC2 target genes is a signature of cell types. Moreover, we found that PRC2-regulated genes are dynamically expressed during cell differentiation and that transcriptional changes occur by waves at key stages in the differentiation of each cell type. The second part of this project seeked to establish a direct causal link between PRC2 activity, the resulting transcriptional regulations and the acquisition of cell identities in A. thaliana primary and lateral roots using a reverse genetics approach. We implemented an inducible gene editing system to knock-out FIE, a gene encoding for a core PRC2 subunit, in a cell type- and developmental stage-specific manner. Using this method, we provide the first evidence of causality between PRC2 activity and its involvement in the homeostasis of root cell differentiation during the post-embryonic development of A. thaliana. Preliminary results showed that FIE knock-out after germination phenocopies classical PRC2 mutants, highlighting the role of PRC2 in both guiding root differentiation and maintaining the indeterminacy and the longitudinal patterning of root meristems to support continuous root growth. Taken together, our results shed new lights into the role of chromatin regulation by PRC2 in the transcriptional control of cell differentiation

L’initiation des racines latérales est un déterminant majeur de l’architecture de la racine. Ce travail caractérise l’assise cellulaire qui donne naissance aux racines latérales chez les plantes dicotylédonées ; le péricycle. Il est souvent considéré comme une assise concentrique et homogène. Les résultats obtenus grâce à des marqueurs, un crible génétique et enfin l’étude du transcriptome des cellules étudiées confirment l’idée selon laquelle le péricycle est composé de deux types de cellules différents. Nous proposons ainsi un nouveau modèle dans lequel la spécification des cellules du péricycle et des tissus vasculaires prend place très tôt au cours du développement, dépend de régulations génétiques communes, mais dans lequel les différentiations peuvent être, au moins partiellement, dissociées. Ceci modifie la vision classique de l’organisation de ces cellules selon une structure bilatérale, dont l’identité est intimement liée à celle des tissus vasculaires adjacents
Lateral root initiation is a major determinant of root architecture. This work characterizes the pericycle cell layer from which the lateral roots emerge in the dicotyledonous plants. Up to now this layer has always been regarded, in accordance with the outer tissue layers, as one uniform concentric layer. This is in contrast with the diarch organization of the internal vascular tissues. Taken together our data from the analysis of marker lines, genetic screen and transcriptome study show that the pericycle is a heterogeneous cell layer with two populations of cells. We propose a model in which the vascular tissues and their associated pericycle are determined early, is dependent upon a common genetic pathway but which can differentiate, at least, independently. We therefore modify the classic vision of the pericycle cells following a bilateral organization and being intimately associated with their adjacent associated vascular tissues

Le riz est une des principales cultures vivrières mondiales. L'accroissement de la production de riz est indispensable pour assurer la sécurité alimentaire et la stabilité économiques de nombreux pays. C'est pourquoi l'amélioration variétale est essentielle à l'accroissement de la production de riz. Le système racinaire est la structure de la plante donnant accès aux ressources hydrominérales, aussi, une connaissance fine de son développement est indispensable. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux niveaux cellulaire et moléculaire du développement racinaire. Nous avons tout d'abord revisité les étapes de la mise en place du système racinaire, en nous focalisant sur le fonctionnement cellulaire du méristème apical racinaire chez le riz, et en le comparant à celui bien décrit d'Arabidospsis thaliana, plante modèle des dicotylédones. Ce référentiel met évidence des différences de structures et de fonctionnement importantes entre les deux plantes modèles des monocotylédones et des dicotylédones, soulignant ainsi l'intérêt d'étudier plus finement les mécanismes de mise en place des structures souterraines chez le riz. Nous avons ensuite établit une collection de lignées enhancer trap Gal4-UAS-GFP exprimant la GFP de manière spécifique, dans des cellules, tissus ou organes racinaires particuliers. Ces lignées aux divers marqueurs cellulaires pourront être utilisés pour des études développementales et physiologiques. Par ailleurs, nous avons affiné la méthode de criblage de ces lignées. L'observation in vivo de racine, via un microscope biphotonique, permet la visualisation au niveau cellulaire de sa structure interne, jusqu'à 200µm, et facilite la localisation précise du marqueur cellulaire. Enfin, nous avons initié l'étude de deux mutants qui i) exprimaient la GFP dans les zones méristématiques, et ii) possédaient un phénotype racinaire et/ou aérien suggérant une anomalie dans le fonctionnement des méristèmes
Rice is one of the world's most important food crops. Increased production is essential to ensure the food security and economic stability of many countries. Crop improvement is therefore essential to achieve an increase in rice production. The root system allows the plant to access mineral and water resources and an accurate knowledge of its development is crucial. In this study, we were interested in root development at the cellular and molecular level. First of all, we revisited the steps in the establishment of the root system, focusing on cell fate at the root apical meristem in rice, comparing it with the well-described process in Arabidopsis thaliana, the model plant for dicotyledons. This comparison highlights the major differences in structure and function between the two model plants, underlining the importance of studying in greater detail the process of establishing the underground structures of rice. Next, we established a collection of Gal4-UAS-GFP enhancer trap lines that express GFP in specific root cells, tissues and organs. These lines expressing various cellular markers can be used for various developmental and physiological studies. In addition, we refined the method of screening these lines. Observation of roots in vivo, using a two-photonic microscope, allows their internal cell structure to be visualised down to 200µm and facilitates the precise location of cellular markers. Finally, we initiated the study of two mutants which i) express GFP in their meristematic zones and ii) show a root and/or shoot phenotype that suggests an anomaly in the functioning of their meristems

Afin de mieux comprendre l’influence d’opérations de taille sur les racines, le développement du système racinaire de Quercus pubescens a été étudié en lien avec la croissance rythmique aérienne et diverses opérations de défoliation (ablation des feuilles matures, des cotylédons ou de jeunes feuilles en croissance). De jeunes chênes issus de semis on été plantés en rhizotrons afin de mesurer dynamiquement les réponses morphologiques des racines ou en en pots pour comparer la croissance racinaire avec les dynamiques des teneurs en glucides de différentes parties du système racinaire, et teneur en auxine des apex. Sur les arbres non taillés (témoin), on note pendant l’expansion des feuilles du second flush une réduction transitoire de l’élongation du pivot, une diminution concomitante du diamètre apical du pivot et une diminution plus forte de la croissance des racines latérales. La croissance racinaire des jeunes chênes est sensible à la croissance rythmique. La teneur en sucres solubles des apex diminue également pendant le développement du second flush, et augmente de nouveau à la fin de la croissance aérienne. La ramification est relativement stable après la fin du développement du premier flush. La teneur en amidon des cotylédons décroît régulièrement. L’ablation d’organes source en carbone (feuilles matures ou cotylédons) amplifie la réduction de croissance concomitante de l’expansion des feuilles, et provoque une forte diminution de la densité de ramification. Une bonne partie des racines émergent en retard. Le développement des primordia est plus affecté que leur initiation. Quand on supprime à la fois les feuilles matures et les cotylédons, la réduction de croissance est encore plus forte, et la densité des primordia est réduite. La teneur en sucres solubles des apex diminue abruptement et les réserves amidonnées dans la partie basale du pivot sont vides 5 jours après défoliation, ce qui montre une importante limitation en glucides. La teneur en sucres solubles augmente à nouveau après la fin de la croissance aérienne, suggérant une intense recirculation des sucres dans la plante. Le contenu en amidon des cotylédons n’est pas mis à contribution de façon plus importante que sur les témoins. A l’opposé, une ablation continue d’organes puits (jeunes feuilles) n’a pas d’effet significatif sur le développement racinaire, et maintient dans un premier temps la croissance et la ramification, puis provoque une diminution progressive de la croissance des latérales. Les teneurs en sucre des apex sont également maintenues, et la teneur en amidon de la base du pivot augmentée. Comme d’importantes sources d’auxine ont été supprimées dans ce traitement, on aurait pu noter une limitation en auxine. Pourtant, même si le contenu en auxine des apex tend à être plus faible, aucun des traitements imposés n’a une influence significative sur la teneur en auxine. Le parallèle entre la teneur en sucres des apex et la croissance racinaire, et l‘importante corrélation entre teneur locale en hexose et vitesse de croissance appuient l’hypothèse d’un contrôle majeur de la croissance par la disponibilité en glucides dans la réponse racinaire à la croissance rythmique et à des traitements de défoliation
To better understand influence of pruning on roots, the pattern of development of the root system of Quercus pubescens was explored in relation to shoot periodical development and various contrasted defoliation treatments (ablations of mature leaves, cotyledons or young developing leaves). Oak seedlings were grown in rhizotrons for dynamic measurements of root morphological responses, or in pots to compare root growth with dynamics of carbohydrate content in different parts of the root system, and auxin content in apical segments. On control seedlings, we noticed during expansion of the leaves of the second flush a transient decrease in taproot elongation, a concomitant decrease in taproot apical diameter and a stronger decrease in lateral root elongation, showing that root growth in young oak trees is actually sensitive to rhythmic growth. Soluble sugar in apical segments was also reduced during second flush expansion, and increased again after the end of aerial growth. Branching was relatively constant after the end of the first flush development. Starch content in cotyledons decreased regularly. Ablation of source organs (mature leaves or cotyledons) amplified the decrease of root growth concomitant with leaf expansion and caused a large decrease in branching density. A large proportion of lateral roots exhibited delayed emergence. Development of primordia was more affected than initiation. When both cotyledons and mature leaves had been removed, growth decrease was enhanced and density of primordia reduced. Soluble sugar content in apices decreased drastically and starch storage in root basal segment was totally emptied 5 days after defoliation, showing a strong shortage in carbohydrates. Soluble sugar content recovered after the end of aerial growth, suggesting a dense recirculation of sugar in plant. No supplementary recourse to starch content in cotyledons was noticeable. In contrast, continuous ablation of sink organs (young leaves) had no significant effect on the root development pattern and maintained at first elongation and branching characteristics, before gradual and slight decrease in lateral root. Apical sugar content was also maintained and starch storage in basal root segments improved. As important auxin sources have been removed in this treatment, a limitation in auxin could have occurred. However, even if auxin apical contents tended to be reduced, no treatment had a significant effect on auxin content. The parallel between pattern of apical sugar content and root growth pattern, and the strong correlations between hexose content in the root apex and its growth rate support the hypothesis of a major control of growth through carbohydrate availability in the root response to periodic growth and defoliation treatments

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

La chicorée de Bruxelles est une plante bisannuelle de la famille des Astéracées. Elle présente la particularité de développer une racine pivot tubérisée, lieu de synthèse et de stockage de l'inuline. L'étude de l'implication des divisions cellulaires dans les différents événements du développement du système racinaire de la chicorée a été réalisée par l'observation de l'activité des promoteurs de deux cyclines mitotiques, At ;CycBl;l et At ;CycA2;1. L'activité de pCycBl;l a été corrélée avec les événements mitotiques tout au long du développement de la racine. Elle a ainsi pu être localisée au coeur des méristèmes racinaires et caulinaires lors de la germination et de la croissance en longueur de la racine, lors des différentes phases de la formation des racines latérales ainsi qu'au niveau de la zone cambiale produisant les tissus vasculaires secondaires. Cependant, une activité de ce promoteur a été mise en évidence dans des cellules différenciées du cortex, de l'endoderme et du péricycle, dans lesquelles aucune division n'a été observée. Ces dernières cellules semblent donc être réactivées au cours du développement de la racine. La cycline A2;1 présente un profil d'expression qui n'est pas strictement lié à la division cellulaire. En effet, l'activité du promoteur pCycA2; 1 est retrouvée, tout au long du développement primaire de la racine de chicorée dans tous les tissus, à l'exception des cellules de la coiffe et de ce qui pourrait être le centre quiescent. La majeure partie des cellules de la racine de chicorée semble donc garder une compétence à se diviser. En effet, lors de la croissance en épaisseur de la racine de chicorée, les divisions de cellules du cortex, de l'endoderme et du péricycIe permettent d'accompagner l'augmentation du diamètre de la racine. Un ADNc d'un premier gène de chicorée, nommé Ci;CycBl;l, codant une cycline mitotique de type B1 a été isolé et caractérisé. L'expression de ce gène est corrélée avec la transition G2/M du cycle cellulaire. Dans des suspensions cellulaires de chicorée, ce gène s'exprime spécifiquement au moment où les cellules sont en division active.

Les racines ont deux grands rôles. Le premier est le prélèvement de l’eau et des éléments nutritifs et le second est l’ancrage dans le sol. Identifier les gènes responsables de la mise en place des tissus et de l'architecture du système racinaire est donc essentiel pour pouvoir améliorer les variétés de riz soumises à des stress abiotiques de plus en plus fréquents et nombreux du fait du changement climatique. Au cours de cette thèse, j'ai réalisé une analyse fonctionnelle du gène DEFECTIVE IN OUTER CELL LAYER SPECIFICATION (DOCS1) qui appartient à la famille des récepteurs kinases à répétitions riches en leucine (LRR-RLK). Ces protéines sont composées de deux domaines principaux: un domaine extra-cytoplasmique composé de répétitions LRR et un domaine kinase intra-cytoplasmique. Un mutant de ce gène, nommé c68, possède une mutation non-sens dans le domaine kinase. Les plantes mutantes c68 présentent plusieurs phénotypes: une sensibilité accrue à l'aluminium, une réduction du nombre et de la taille des poils absorbants dans les racines, et des couches d’exoderme/épiderme d’identité mêlée. Le premier chapitre de la thèse porte sur l’étude conjointe de lignées knock-out CRISPRs du gène DOCS1 et de c68. Nos résultats ont montré que les mutants c68 et CRISPRs présentaient les mêmes phénotypes : sensibilité à l’aluminium, défauts des poils absorbants et tissus externes d’identité mixte. Ces résultats suggéraient que chez le mutant c68, soit la protéine DOCS1 n'était pas fonctionnelle, soit elle n'était pas traduite. Nos analyses phénotypiques ont aussi révélé que tous les mutants présentaient des défauts de réponse à la gravité à différents stades de développement. A 3 jours, un retard de réponse à la gravité était observé pendant la première heure après gravistimulation. Les plantules mutantes présentaient aussi des défauts de localisation d’un transporteur d’auxine. A 40 jours, nous avons observé que l'angle du cône racinaire des plantes mutantes était plus ouvert que celui des plantes sauvages. Deux gènes liés à l’auxine et plusieurs QTLs ont déjà été identifiés comme participant à ce phénotype chez le riz. Dans la suite de notre étude, nous avons donc cherché à identifier de nouveaux QTLs et gènes impliqués dans ce phénotype morphologique par étude d'association pan-génomique dans deux panels Indica et Japonica. Toutes les accessions de l'écotype bulu d'Indonésie et trois japonicas tempérés d'Asie du Sud présentaient un angle du cône racinaire très ouvert. En utilisant un modèle mixte associé à une technique de ré-échantillonnage, 55 QTLs ont été détectés. L'analyse des gènes sous-jacents ou voisin (+/- 50kb) a identifié 539 gènes, dont 6 LRR-RLK, 5 gènes liés à l’auxine et 5 gènes avec une fonction validée dans le développement ou l'architecture racinaire. Une approche complémentaire par cartographie génétique classique est proposée pour identifier les gènes en cause dans la ou les mutations à angle du cône racinaire très ouvert. Des perspectives de poursuite du travail effectué sont aussi présentées afin de déterminer si le phénotype affectant l'angle du cône racinaire induit par les mutations du gène DOCS1 ou des nouveaux gènes identifiés est lié à des perturbations des flux d’auxine
Roots have two major roles. The first one is to uptake water and nutrients and the second one is to anchor plants into the ground. Identifying the genes responsible for the establishment of tissues and architecture of the root system is essential to improve rice varieties subject to increasingly frequent and numerous abiotic stresses due to climate change. During my PhD, I undertook a functional analysis of the DEFECTIVE IN OUTER CELL LAYER SPECIFICATION (DOCS1) gene which belongs to the Leucine-Rich Repeat Receptor-Like Kinase (LRR-RLK) family. These proteins are composed of two main domains: an extra-cytoplasmic domain containing LRR repeats and a cytoplasmic kinase domain. A mutant of this gene, named c68, carries a nonsense mutation in the kinase domain. The c68 mutant plants show several phenotypes: increased sensitivity to aluminum, reduced number and size of root hairs, and layers of external tissues with exodermis/epidermis mixed identity. The first chapter of the thesis focuses on the joint study of knockout CRISPRs lines of the DOCS1 gene and c68. Our results showed that the c68 and CRISPRs mutants displayed the same phenotypes: sensitivity to aluminum, defects in root hairs and mixed identity of external tissues. These results suggested that in the c68 mutant, either the DOCS1 protein was not functional, or the protein was not translated. Our phenotypic analyses also showed that all mutants exhibited impaired gravity responses at different development stages. At 3 days, a delay of response to gravity was observed during the first hour after gravistimulation. Mutant seedlings also had defects in an auxin transporter localization. At 40 days, we observed that the root cone angle of mutant plants was more open than that of wild-type plants. Two genes associated with auxin and several QTLs have been identified as contributing to this phenotype in rice. In the rest of our study, we therefore tried to identify new QTLs and genes involved in this morphological phenotype by a genome-wide association study in two Indica and Japonica panels. All accessions of the bulu ecotype from Indonesia and three South Asian temperate japonica had a very open root cone angle. Using a mixed model associated with a resampling technique, 55 QTLs were detected. The analysis of the underlying or neighbor (+/- 50kb) genes identified 539 genes, including 6 LRR-RLK, 5 genes related to auxin and 5 genes with a function validated in root development or architecture. A complementary approach by classical genetic mapping is proposed to identify genes involved in the mutation(s) involved in very open root cone angle. Prospective research lines are also presented to determine if the root cone angle phenotype , induced by DOCS1 or by newly identified genes, is linked with disruption of auxin fluxes

La capacité d’une plante à réguler sa croissance racinaire est une composante importante de l’acclimatation aux stress environnementaux. A l’échelle cellulaire, cette régulation est effectuée via le contrôle de la division et de l’élongation des cellules mais les rôles respectifs de chaque processus et leurs interactions sont peu connus. Notamment, l’activité de production de cellules du méristème apical racinaire (RAM) est trop souvent négligée. Dans cette thèse, l’analyse spatiale de la croissance le long de l’apex racinaire et l’analyse temporelle des trajectoires de croissance des cellules ont été couplées pour comprendre les liens existants entre division et élongation cellulaire. Pour cela, j’ai développé un système de phénotypage de la croissance à haute résolution spatio-temporelle qui a été appliqué à l’étude de racines d’un peuplier euraméricain (Populus deltoides × Populus nigra) en réponse à différents stress (stress osmotique, impédance mécanique). Une forte variabilité du taux de croissance racinaire entre individus ainsi que des variations individuelles cycliques de la croissance ont été observées malgré des conditions environnementales contrôlées. L’utilisation de cette variabilité couplée à la quantification de l’activité du RAM a mis en évidence l’importance du taux de production de cellules pour soutenir la croissance racinaire. Ces travaux analysent une nouvelle échelle de variations spatiales et temporelles de la croissance peu prise en compte jusqu’à présent. Hautement applicable à d’autres questions scientifiques, l’analyse du devenir des cellules une fois sortie du RAM est également discutée pour des conditions de croissance non stables
Regulation of root growth is a crucial capacity of plants for acclimatization to environmental stresses. At cell scale, this regulation is controlled through cell division and cell elongation but respective importance of these processes and interactions between them are still poorly known. Notably, the cell production activity of the root apical meristem (RAM) is often excluded. During this thesis, spatial analyses of growth along the root apex were coupled with temporal analyses of cell trajectories in order to decipher the links between cell division and cell elongation. This required the setup of a system for phenotyping root growth at a high spatiotemporal resolution which was applied to study the growth of roots from an euramerican poplar (Populus deltoides × Populus nigra) in response to different environmental stresses (osmotic stress or mechanical impedance). An important variability of root growth rate between individuals as well as individual cyclic variations of growth along time were observed despite tightly controlled environmental conditions. Use of this variability coupled with quantification of the RAM activity led us to a better understanding of the importance of the cell production rate for sustaining root growth. This work analyses a new spatiotemporal scale of growth variability poorly considered. Widely applicable to others scientific questioning, temporal analyses of cell fate once produced in the RAM is also discussed for non-steady growth conditions