Thèse de Doctorat

Lundi 16 décembre 2013
Amphi 2 (Bât 2 Bis) à 13h30

 

Les canaux Potassiques de type Shaker chez Arabidopsis thaliana et Vitis vinifera. Identification, caractérisation et régulation transcriptionnelle

Mamy Adrianteranagna
BPMP, équipe Canaux

 

Ecole Doctorale : SIBAGHE – Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences et Environnement
Spécialité : BIP – Biologie Intégrative des Plantes – UM2

 

Composition du jury :
Christian MAZARS, DR-CNRS, Rapporteur
Nathalie LEONHARDT, CR-CEA, Rapporteur
Alain VAVASSEUR, DR-CEA, Examinateur
Thierry SIMONNEAU, DR-INRA, Examinateur
Isabelle GAILLARD, CR-INRA, Directeur de thèse
Hervé SENTENAC, DR-INRA, Directeur de thèse

 

Résumé :
Les canaux potassiques de type Shaker dominent la conductance potassique à la membrane plasmique des cellules végétales et sont responsables des flux K+ majeurs (entrants et sortants) nécessaires à la croissance et au développement de la plante. Chez Arabidopsis thaliana et Vitis vinifera, 9 gènes codant pour 9 sous-unités Shaker ont été identifiés. Depuis l’identification du premier canal Shaker en 1992, de nombreuses données ont été obtenues chez la plante modèle A. thaliana concernant les propriétés fonctionnelles de ces canaux, leurs régulations post-traductionnelles ainsi que leurs rôles in planta. Néanmoins, et malgré le nombre croissant d’études disponibles en transcriptomique, peu d’analyses ont porté sur les mécanismes moléculaires sous-jacents impliqués dans la régulation de l’expression de ces canaux au niveau transcriptionnel. Dans la première partie du manuscrit, est présentée une étude portant sur la régulation transcriptionnelle de l’expression du gène SKOR (pour Stelar K+ outward rectifier) chez A. thaliana. Le canal SKOR, exprimé au niveau du péricycle racinaire est impliqué dans la sécretion du K+ dans le xylème. Des experimentations en PCR quantitative ont révélé que l’expression de SKOR est drastiquement inhibée lors d’un stress hydrique ou une exposition des plantes à l’acide abscissique (ABA). Une analyse du promoteur de SKOR par découpage successif a été réalisée et a révélé une zone de 236 bp impliquée dans cette régulation. Il est à noter que des éléments cis de type ABRE ou DRE/CRT spécifiques d’une réponse ABA ont été repérés dans cette zone. La deuxième partie de cette thèse a pour objectif une valorisation des connaissances acquises chez l’espèce modèle Arabidopsis par transfert à une espèce économiquement importante. Chez la vigne, l’accumulation de K+ dans la baie de raisin entraîne une diminution de l’acidité du raisin et du moût conduisant à l’obtention de vins médiocres et de faible qualité organoleptique. Dans le but de comprendre les mécanismes sous-jacent à l’importation du K+ dans la baie de raisin et à son accumulation, les déterminants moléculaires impliqués dans le transport du K+ chez la vigne ont été recherchés. Deux canaux potassiques de type Shaker ont été clonés et caractérisés sur le plan fonctionnel. Le canal VvK1.2 qui est spécifiquement localisé dans la membrane plasmique des cellules de la pulpe, est soudainement et très fortement induit au moment de la véraison (début de la phase de maturation). Son expression dans ces cellules est, de plus, fortement augmentée lors d’un stress hydrique modéré. VvK1.2 est un canal à rectification entrante activé par des complexes CIPK (CBL-interacting protein kinase)/CBL (calcineurinB-like calcium sensor). Ce canal joue vraisemblablement un rôle dans la charge en K+ de la pulpe en relation avec l’acidité du fruit. Le second canal, nommé VvK3.1, est exprimé principalement dans le phloème de tous les tissus de la plante. VvK3.1 est un canal Shaker faiblement rectifiant impliqué dans le transport du K+ à longue distance via le phloème et donc dans l’importation du K+ dans la baie après la véraison. Par ailleurs, une forte expression de VvK3.1 a été détectée au niveau du pulvinus de vigne, structure non encore identifiée auparavant chez cette espèce. Ainsi VvK3.1 serait impliqué dans les mécanismes régulant le mouvement des feuilles chez cette espèce.