Thèse de Doctorat de l’Université de Montpellier

Vendredi 29 novembre 2019

à 14h00 –Campus de La Gaillarde- Amphi 208 (Cœur d’Ecole)

Impact de la symbiose racinaire dans l’adaptation des plantes à la carence potassique : caractérisation et rôle de systèmes de transport membranaires chez le champignon ectomycorhizien Hebeloma cylindrosporum

BPMP, équipe ELSA

Ecole Doctorale : GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Spécialité : BIDAP – Biologie, Interactions, Diversité Adaptative des Plantes
Etablissement : Université de Montpellier

Devant le Jury composé de :
Claire VENEAULT-FOURREY, DR-INRA, Univ. de Lorraine, Nancy                                   Rapporteure
Virginie PUECH-PAGÈS, Maître de conf. LRSV, UPS, Castanet-Tolosan, Toulouse         Rapporteure
Claude PLASSARD, DR-INRA, Eco&Sols, Montpellier                                                     Examinatrice
Joske RUYTINX, Professeure, Vrije Universiteit Brussel, Bruxelles, Belgique                  Examinatrice
Sabine D. ZIMMERMANN, CR-CNRS, BPMP, Montpellier                                                Directrice de thèse
Bruno TOURAINE, Professeur, Univ. de Montpellier, BPMP, Montpellier                         Co- Directeur de thèse

L’un des rôles majeurs concernant les interactions bénéfiques entre les plantes et les champignons est l’amélioration de la nutrition des plantes en échangeant des nutriments, grâce à une meilleure exploration du sol et une meilleure absorption de l’eau et des ions. Par conséquent, la symbiose ectomycorhizienne, établie entre des espèces de plantes ligneuses et des champignons du sol, est cruciale pour que la plante puisse absorber efficacement les minéraux peu disponibles  dans les écosystèmes forestiers. Des études physiologiques, des projets de séquençage de génomes récents et des analyses transcriptomiques ont permis de progresser dans l’identification et la caractérisation de transportomes de champignons symbiotiques. Le potassium (K+) est le cation le plus abondant dans les cellules de plantes et il participe à divers processus cellulaires et physiologiques. L’amélioration de la nutrition potassique par la symbiose ectomycorhizienne a été démontrée dans des conditions de carence en K+ en utilisant le couple-modèle Pinus pinaster et Hebeloma cylindrosporum. Des questions sont soulevées pour identifier les systèmes de transport fongiques impliqués dans  l’absorption  des  nutriments  du  sol  et  dans  leur  transfert  vers  la  plante  au  niveau  de  l’interface symbiotique entre le champignon et la plante, appelé le réseau de Hartig. Deux types de transporteurs potassiques, Trk et HAK, ont été identifiés comme des candidats pour effectuer l’absorption de K+ à partir du sol à l’aide des hyphes extraracinaires, et deux types de canaux potassiques, Shaker et TOK, qui eux pourraient jouer un rôle dans le relargage du K+  au niveau des hyphes du réseau de Hartig vers l’apoplasme des cellules racinaires.  Dans  ma  thèse,  je  me  suis  focalisée  sur  les  trois  canaux  TOK  (« Two-pore  Outward  K+ »)

d’H. cylindrosporum, une famille de canaux spécifiques aux champignons. Ces trois canaux TOK appartiennent à deux sous-familles, ce qui pourrait indiquer des rôles différents dans la nutrition potassique et la symbiose. L’un des trois canaux semble particulièrement intéressant en raison de son induction lors de la mycorhization. Le but de ma thèse a donc été de compléter les précédents résultats sur leur caractérisation, expression, localisation et de participer à la création de nouveaux outils pour analyser leur(s) rôle(s) physiologique(s). En perspective, mes résultats contribueront à une meilleure compréhension des rôles spécifiques des membres de cette famille TOK originale au sein du champignon et au sein de la symbiose.