Exploration par métabolomique d’innovations du métabolisme spécialisé des plantes : une étude de la chimiodiversité, biosynthèse et des fonctions anti-herbivores des N-acylnornicotines du genre Nicotiana
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 31/12/2023.
 
Auteur : Elser, David
Date de soutenance : 22-06-2023

Directeur(s) de thèse : Gaquerel, Emmanuel

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, Plantes. Botanique

Mots-clés libres : N-acyl-nornicotines, Acyltransférases de la super-famille des BAHD, Métabolomique computationelle, Nicotiana
Mots-clés :
  • Plantes -- Métabolites
  • Biosynthèse
  • Acyltransférases
Résumé : Les plantes s’adaptent à leur environnement via l’acquisition d’innovations métaboliques clés. Celles-ci sont ainsi reflétées dans la capacité fascinante des plantes à innover de nouvelles voies de biosynthèse pour la production de métabolites spécialisés structurellement divers et dont beaucoup agissent comme des boucliers chimiques contre des stress biotiques et abiotiques. Cette thèse a eu pour ambition d’employer une approche interdisciplinaire pour explorer divers aspects de l'évolution, de la biosynthèse et des fonctions anti-herbivores des métabolites spécialisés de plantes (MSPs). Ces travaux présentent notamment des développements nouveaux en métabolomique computationnelle pour étudier la diversité chimique des MSPs en utilisant la classe des N-acyl-nornicotines (NANNs) du genre Nicotiana comme cas d’étude principal. Ces travaux démontrent que cette innovation métabolique précède l'événement d'allopolyploïdisation à l’origine des espèces de la section Repandae, que la diversité en NANNs est bien plus large que précédemment envisagée et que ceux-ci sont présents chez la majorité des espèces du genre Nicotiana. Un autre axe de cette thèse traite de la biosynthèse des NANNs et a conduit à l’identification de NAT1, une nouvelle acyltransférase BAHD très fortement active dans les trichomes glandulaires de trois espèces de la section Repandae. De plus, nous avons examiné l'évolution de NAT1 dans le genre Nicotiana ainsi que le métabolisme post-ingestif et mode d’action des NANNs comme métabolites défensifs contre la larve de l’insecte herbivore Manduca sexta. Enfin, nous présentons une nouvelle méthode basée sur les réseaux de neurones profonds pour la prédiction rapide des structures et groupes fonctionnels à partir de spectres MS/MS à haute résolution. En conclusion, cette thèse couvre divers disciplines avec pour objectif de développer de nouveaux outils et concepts pour répondre à des questions fondamentales sur le métabolisme spécialisé des plantes.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2023STRAJ015
Type de ressource : Thèse