Analyse fonctionnelle de gènes impliqués dans le développement du pollen chez Arabidopsis thaliana
Langue Français
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Auteur : Grienenberger, Etienne
Date de soutenance : 21-01-2010
Directeur(s) de thèse : Legrand, Michel
Établissement de soutenance : Université de 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 : Arabidopsis thaliana , genes , expression , phénylpropanoïdes , acylation , anthères , pollen
Mots-clés :
- Arabis thaliana
- Thèses et écrits académiques
- Morphologie du pollen
- Thèses et écrits académiques
- Acyltransférases
- Thèses et écrits académiques
- Phénylalanine
- Thèses et écrits académiques
Résumé : La paroi et le manteau du pollen des plantes supérieures se caractérisent par le haut degré de résistance qu ils confèrent au grain de pollen. Ces fonctions reposent largement sur la synthèse de composés spécifiques dérivant du métabolisme secondaire. Au cours de ma thèse, j ai caractérisé une nouvelle acyltransférase d'Arabidopsis thaliana, la Spermidine Hydroxycinnamoyl Transférase (SHT), impliquée dans la synthèse de phénolamides constitutives du manteau pollinique. Nous avons montré que SHT est spécifiquement exprimée dans les cellules du tapétum de l'anthère, et que son expression est corrélée à l'accumulation d'hydroxycinnamoyl spermidines au niveau du manteau pollinique. Nous avons démontré que la protéine recombinante catalyse in vitro ce type de composé, par le transfert d'acides hydroxycinnamiques sur les fonctions amines de la spermidine. L'analyse du mutant KO sht révèle des malformations du grain de pollen, ce qui montre l'implication du gène dans son développement. Enfin, par l'analyse de lignées silencées et par l'étude de l'activité de la protéine recombinante, nous avons identifié une CCoAOMT-like corégulée avec SHT qui intervient dans le même métabolisme, en méthylant le conjugué de spermidine in planta. Par une analyse de corégulation, nous avons sélectionné deux Polykétide Synthases (PKS-A et PKS-B) et deux Tétrakétide a-Pyrone Réductases (TPR1 et TPR2) d'Arabidopsis thaliana, fortement coexprimées avec des gènes intervenant dans la synthèse de la paroi du pollen. Une expression spécifique du tapétum a été démontrée, et l'activité enzymatique des protéines recombinantes étudiée in vitro. Les deux PKS catalysent la condensation de 2 ou 3 molécules de malonyl-CoA sur différents esters de CoA d'acide gras pour former les tri et tétrakétide a-pyrones correspondants. Nous avons montré que le tétraketide produit par les PKS, pouvait être substrat de TPR-1 et -2, qui réduisaient in vitro la fonction cétone en alcool secondaire. L'analyse des mutants KO pks-a et pks-b a permis de mettre en évidence des réductions importantes des dépôts de l'exine dans la paroi du pollen, alors que le double mutant pks-a/pks-b ne produit plus de pollen. Le mutant tpr1 est également caractérisé par une absence de pollen mature, alors que le mutant tpr2 est fertile et ne présente que de légers défauts de sa paroi pollinique. Enfin, par des analyses phylogénétiques, nous avons montré la conservation de ces gènes chez la majorité des plantes terrestres, y compris la mousse Physcomitrella, révélant ainsi l'ancienneté et la conservation de cette voie métabolique, qui conduit à la synthèse de l'sporopollénine.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-299789
Type de ressource : Thèse
