Signalisation calcium chez les plantes : identification et caractérisation de partenaires de CML9, une protéine réceptrice des signaux calciques, impliquée dans les réponses aux stress de l'environnement chez Arabidopsis thaliana

par Alexandre Perochon

Thèse de doctorat en Biosciences végétales

Sous la direction de David Wendehenne et de Dao Xiu Zhou.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Calmoduline
• Facteur de transcription
• Système à deux composants
• Signalisation calcium
• Acide abscissique
• Arabidopsis thaliana
• Calmoduline
• Arabidopsis thaliana

Résumé

Les plantes utilisent le calcium comme messager intracellulaire pour adapter leur développement aux fluctuations de l'environnement. Parmi les protéines assurant la conversion de signaux calciques en réponses biologiques, CML9, une représentante des calmodulines chez Arabidopsis thaliana, avait été identifiée comme une protéine régulatrice, des réactions de défense à des agents pathogènes, et du contrôle de la germination par l'acide abscissique. En vue d'identifier les processus cellulaires modulés par CML9, la recherche de ses cibles protéiques a conduit à isoler diverses protéines parmi lesquelles le facteur de transcription PRR2. L'analyse des caractéristiques d'interaction entre CML9 et PRR2 a révélé la spécificité de l'interaction ainsi que l'association physique des deux protéines dans les cellules végétales. L'étude de lignées mutantes, altérées dans l'expression de CML9 et PRR2, suggère un rôle similaire des deux protéines dans les réactions de défense ainsi que dans la régulation de la germination, contribuant à établir les bases d'une nouvelle voie de signalisation calcique associée à divers contextes physiologiques.

Titre traduit

Calcium signalling in plants : identification and characterization of protein partners of CML9, a calmodulin-related calcium sensor involved in environmental stress reponses in Arabidopsis thaliana

Résumé

Plants use calcium as an intracellular signal to adapt their development in response to environmental fluctuations. Calcium signals are converted into biological responses by calcium sensors such as calmodulin, a calcium-binding protein conserved in all eukaryotes. CML9, a calmodulin-related protein, was recently identified as a regulatory component of plant responses against pathogens and the control of germination by abscisic acid in Arabidopsis thaliana. To identify the mechanisms by which CML9 exerts this role, searches for CML9-binding proteins allowed to isolate proteins with diverse functions and, PRR2 a previously uncharacterized transcription factor was further studied. Analysis of CML9/PRR2 binding properties revealed a specific physical interaction between the two proteins in plant cells. Through the characterization of mutants with reduced levels in PRR2 expression or lacking CML9 function, the two proteins were found to play similar roles in defence responses and the control of germination, thus providing evidence for a new calcium signalling pathway associated to these physiological contexts.