Implication des sucres solubles dans les réponses aux stress xénobiotique et oxydatif chez Arabidopsis thaliana / Fanny Ramel ; [sous la dir. de] Ivan Couée

PPN : 13324055XMain Author : Ramel, Fanny (1980-....) Coauthor : Couée, IvanCoauthor : Université de Rennes 1Coauthor : Université européenne de BretagneCoauthor : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) Publication : [S.l.] : [s.n.], 2009Description : 1 vol. (231 p.) : ill. en noir et en coul. ; 30 cmNational number thesis : 2009REN1S015Thesis note : Thèse doctorat : Biologie : Rennes 1 : 2009Reproduction as : Implication des sucres solubles dans les réponses aux stress xénobiotique et oxydatif chez Arabidopsis thalianaSubject - Topical Name : Sucre | Arabidopsis thaliana | Stress oxydatif | Xénobiotiques | Plantes -- Expression génique | Variabilité génétique Subject : Thèses et écrits académiques Document type : Thèse ou mémoire
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Thèse soutenue à Rennes 1 sous le sceau de l'Université Européenne de Bretagne

Thèse en français contenant des articles en anglais

Publication autorisée par le jury

Ecole doctorale : Vie, Agro, Santé (VAS)

Bibliogr. p.200-231

Thèse doctorat Biologie Rennes 1 2009

Les sucres solubles, principalement, saccharose, glucose et fructose, jouent un rôle central dans la structure, le métabolisme et le fonctionnement des plantes. Ils sont de plus impliqués dans de nombreux mécanismes de réponse aux stress, biotiques ou abiotiques, où ils agissent non seulement en tant que métabolites, mais aussi en tant que signaux capables d’activer des voies de signalisation aboutissant à des modifications d’expression génétique. Leur implication dans les réponses aux stress xénobiotique et oxydatif a été étudiée chez la plante-modèle Arabidopsis thaliana en interaction avec des molécules polluantes, en particulier l’atrazine, herbicide de la famille des triazines, qui a été prise comme polluant modèle générant un fort stress oxydatif. Les connaissances sur l’induction de tolérance à l’atrazine par le saccharose ont été systématisées par une approche transcriptomique couplée à des analyses biochimiques, génétiques, physiologiques et écophysiologiques. Il a été ainsi démontré que l’atrazine provoquait, par des modifications d’expression génétique, des perturbations importantes des systèmes de défense et de réparation. Ces effets négatifs étaient contrecarrés par le saccharose exogène, permettant un maintien ou une induction des systèmes de détoxication des espèces réactives de l’oxygène et de réparation des dommages oxydatifs. De plus, des facteurs de transcription nécessaires à l’activation de la tolérance par le saccharose ont été identifiés et partiellement caractérisés. Enfin, les effets d’induction de tolérance ont été démontrés dans un contexte écophysiologique de fluctuations endogènes des sucres solubles dans diverses accessions d’Arabidopsis, par une corrélation entre les teneurs en saccharose endogène et les variations de sensibilité à l’atrazine, révélant ainsi l’importance de l’état nutritionnel et de l’allocation du carbone dans les processus d’acclimatation aux stress abiotiques chez les plantes.

Soluble sugars, i.e. mainly sucrose, glucose and fructose, play a central role in the structure, metabolism and functioning of higher plants. They are also involved in responses to numerous biotic or abiotic stresses, where they act not only as metabolites, but also as signalling molecules that activate signal transduction pathways leading to important modifications of gene expression. Their involvement in the responses to xenobiotic and oxidative stress was studied in the model plant Arabidopsis thaliana in interaction with pollutant molecules, principally atrazine, an herbicide of the triazine family, which was used as a model pollutant causing severe oxidative stress. Sucrose-induced tolerance to atrazine stress was analysed by transcriptome profiling associated with further biochemical, genetic, physiological and ecophysiological studies. This resulted in the demonstration that atrazine induced modifications of gene expression leading to severe disturbances of defence and repair systems. These toxic effects were lifted by exogenous sucrose, which maintained or induced mechanisms of reactive oxygen species detoxication and of repairs of oxidative damage. Moreover, transcription factors that are necessary for the activation of sucrose-induced tolerance were identified and partially characterised. Finally, induction of tolerance was validated in the ecophysiological context of endogenous soluble sugar fluctuations in various accessions of Arabidopsis, through correlations between the levels of endogenous sucrose and variations of atrazine sensitivity, thus revealing the importance of nutritional status and carbon allocation in acclimation to abiotic stresses in plants.

 

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