La famille de transporteurs de monosaccharides ERD6-like (Early Response to Dehydration six-like) : émergence, évolution chez les plantes terrestres et réponses au déficit hydrique dans les feuilles d'Arabidopsis thaliana

The monosaccharides ERD6-like (Early Response to Dehydration six-like) transporters family : emergence, evolution in terrestrial plants and responses to drought in Arabidopsis thaliana leaves

• Auteur / Autrice : Lucie Slawinski
• Direction : Maryse Laloi, Fabienne Dédaldéchamp, Rossitza Atanassova
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes ; Biotechnologies animales, végétales et microbiennes
• Date : Soutenance le 15/12/2017
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecologie et biologie des interactions - EBI (Poitiers ; 2012-....) - Ecologie et biologie des interactions / EBI
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Durand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maryse Laloi, Fabienne Dédaldéchamp, Rossitza Atanassova, Clément Gilbert, Catherine Damerval
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Simonneau, Soulaïman Sakr

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport physiologique

Glucides

Protéines ERD6-like

Plantes -- Régulation génétique

Résistance à la sécheresse

Évolution (biologie)

Mots clés libres

Transporteurs de monosaccharides

ERD6-Like

Évolution

Évènements de duplication

Réponses au déficit hydrique

Monosaccharides transporters

ERD6-Like

Evolution

Duplication events

Water deficit responses

Résumé

La caractérisation des réponses des plantes à la sécheresse est un enjeu actuel majeur. La gestion du carbone dans l’adaptation des végétaux aux contraintes environnementales requiert l’activité de transporteurs de monosaccharides ERD6-like (Early Response to Dehydration six-like), transporteurs impliqués dans la compartimentation subcellulaire des sucres et leur remobilisation à l’échelle de l’organisme. Le premier axe de la thèse a été dédié à l’analyse phylogénétique des ERD6-like par une approche de génomique évolutive. L’identification de 519 ERD6-like dans les protéomes de 47 Embryophytes a permis de reconstituer l’histoire évolutive de cette famille en mettant en exergue des événements majeurs de duplications. Le second axe a permis d’établir la cartographie de l’expression des ERD6-like dans les différents organes d’Arabidopsis thaliana et a mené à l’identification de gènes exprimés de façon constitutive dans tous les organes, et d’autres, manifestant une expression préférentielle. Le troisième axe a permis d’étudier la réponse des ERD6-like à la carence en eau, dans les feuilles d’A. thaliana. Pour cela, le phénotypage morphologique, biochimique et physiologique des rosettes de plantes cultivées en conditions normales d’alimentation hydrique ou de stress hydrique a été réalisé. Le profil d’expression des AtERD6-like au cours de la cinétique de carence en eau a mis en évidence l’induction de quatre AtERD6-like en réponse au déficit hydrique. L’analyse de simples mutants pour ces gènes, a permis d’initier l’étude de la diversification fonctionnelle des ERD6-like d’A. thaliana.

Nowadays, characterizing plants responses to drought is a major goal for plant scientists. The carbon management in response to environmental cues involves the activity of ERD6-like (Early Response to Dehydration six-like) monosaccharides transporters, playing roles in sugar subcellular partitioning and re-allocation at the scale of the whole organism. The first purpose of this PhD thesis focused on the analysis of the ERD6-like evolution into the plant Kingdom, using a phylogeny approach. Identification of 519 ERD6-like in the proteome of 47 plants species lead to rebuild the evolutionary story of this gene family, and to provide evidence for the major duplication events. The second purpose was the mapping of ERD6-like expression levels in different organs of Arabidopsis thaliana and lead to the identification of almost constitutively expressed copies and others displaying organ-preferential expression patterns. The third purpose was to study the responses of ERD6-like genes to water starvation in A. thaliana leaves. This highlighted the expression induction of 4 AtERD6-like during water deficit. Finally, the characterization of erd6-like insertional mutants initiated the study of the functional diversity of this large family of monosaccharide transporters in Arabidopsis thaliana.