Mécanismes évolutifs de l'adaptation des plantes illustrés par les gènes de P450s sous sélection purifiante ou pression de sélection relâchée
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
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Thèse confidentielle jusqu'au 21/03/2015.
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Thèse soumise à l'embargo de l'auteur : embargo illimité (communication intranet).
Auteur : Liu, Zhenhua
Date de soutenance : 21-03-2014
Directeur(s) de thèse : Reichhart, Danièle
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de biologie moléculaire des plantes (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Mots-clés libres : Cytochromes P450, Phenolamide, Lignine, Flavonoides, Génomes végétaux
Mots-clés :
- Arabidopsis thaliana
- Métabolisme -- Génétique
- Floraison
- Mutation chez les plantes
- Cytochrome P450
Résumé : Les plantes produisent une remarquable diversité de métabolites pour faire face aux contraintes d’un environnement en constante fluctuation. Cependant la manière dont les plantes ont atteint un tel degré de complexité métabolique et les forces responsables de cette diversité chimique reste largement incomprise. On considère généralement que le mécanisme de duplication des gènes contribue pour une grande part à l’évolution naturelle. En absence de transfert horizontal, les gènes d’évolution récente se cantonnent généralement chez quelques espèces et sont soumis à une évolution rapide, alors que les gènes conservés et plus anciens ont une distribution beaucoup plus large et sont porteurs de fonctions essentielles. Il est donc intéressant d’étudier l’adaptation des plantes en analysant parallèlement les gènes qui présentent soit une large distribution taxonomique, soit une distribution plus restreinte, de type lignée-spécifique. Les cytochromes P450 (CYP) constituent l’une des plus vastes familles de protéines chez les plantes, présentant des phylogénies très conservées ou très branchées qui illustrent la plasticité métabolique et la diversité chimique. Pour illustrer l’évolution des fonctions des cytochromes P450 dans le métabolisme végétal, nous avons sélectionné trois gènes, l’un très conservé au cours de l’évolution, CYP715A1 et les deux autres, CYP98A8 et CYP98A9, très récemment spécialisés de manière lignée spécifique chez les Brassicaceae. Les gènes appartenant à la famille CYP715 ont évolué avant la divergence entre gymnospermes et angiospermes, et sont le plus souvent présent en copie unique dans les génomes végétaux. Ceci suggère que leur fonction est essentielle et très conservée chez les plantes à graines (spermaphytes). Sur la base d’une analyse transcriptionnelle et de l’expression du gène GUS sous le contrôle du promoteur de CYP715A1, il est apparu que ce gène est spécifiquement exprimé au cours du développement floral, dans les cellules tapétales des jeunes boutons floraux ainsi que dans les filaments lors de l’anthèse. CYP715A1 est également fortement induit dans les cellules du péricycle de la zone d’élongation racinaire en réponse au stress salin. L’induction par le sel nécessite une région promotrice située entre 2 et 3 kb en amont de la région codante (i.e ; codon START), ce qui suggère la présence d’un facteur cis à cet endroit. Afin de déterminer la fonction de CYP715A1 chez Arabidopsis thaliana, j’ai identifié deux mutants d’insertion de T-DNA par génotypage et complémenté ces mutants avec le gène natif. La perte de fonction de CYP715A1 n’a pas d’impact sur la croissance et la fertilité de la plante en conditions de laboratoire. Cependant, une analyse par microscopie électronique en transmission montre un phénotype d’intine ondulée. La perte de fonction du gène CYP715A1 a également entraîné une réduction de la taille des pétales et un défaut d’anthèse. [...]
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2014STRAJ008
Type de ressource : Thèse
