Etude de l'homéostasie des sucres en réponse à une forte salinité chez Arabidopsis thaliana : impact sur l'anatomie des tissus vasculaires dans la hampe florale et rôle dans la tolérance

Study of the sugars homeostasis in response to high salinity in Arabidopsis thaliana : Impact on the anatomy of vascular tissues in the main stem and role in tolerance

• Auteur / Autrice : Sahar Sellami Jallouli
• Direction : Sylvie Dinant, Faiçal Brini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 18/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université de Sousse (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles ; 2010-....) - Laboratoire de Biotechnologie et Amélioration des Plantes (Sfax, Tunisie)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Dalenda Boujnah
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Dinant, Faiçal Brini, Dalenda Boujnah, Néji Tarchoun, Rémi Lemoine, Marianne Delarue
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Néji Tarchoun, Rémi Lemoine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tiges (botanique)

Plantes -- Effets du sel

Paroi cellulaire végétale

Phloème

Xylème

Homéostasie

Mots clés libres

Homéostasie des sucres

Tissus vasculaires

Forte salinité

Hampe florale

Tolérance

Sugars homeostasis

Vascular tissue

High salinity

Main stem

Tolerance

Résumé

Chez Arabidopsis thaliana au stade reproducteur la hampe florale joue un rôle important dans l’approvisionnement en nutriments par les tissus vasculaires des siliques et des graines. Elle constitue un modèle pour l’étude de l’allocation du carbone et de l’homéostasie des sucres lors de réponse à des stress abiotiques. L’objectif de cette thèse était d’étudier les modifications de l’anatomie des tissus vasculaires et de l’homéostasie des sucres dans la hampe florale en réponse au stress salin, avec ou sans acclimatation, afin de comprendre leurs contributions dans les processus adaptatifs et d’acclimatations. Dans un premier temps, nous avons étudié la variabilité naturelle de la croissance de la hampe florale, de l’accumulation des sucres et de l’anatomie des tissus vasculaires dans la hampe florale dans trois accessions d’Arabidopsis thaliana et une espèce halophyte proche « Thellungiella salsuginea ». Cette étude a montré des modifications intervenant dans le développement de la hampe florale, dans l’accumulation des sucres et dans l’anatomie des tissus vasculaires en réponse au stress salin, selon le niveau de tolérance de l’écotype. Nous avons également montré que certaines de ces modifications sont liées aux processus adaptatifs au stress salin. Ces résultats suggèrent que la régulation de la croissance de la hampe florale et l’ajustement de l’anatomie des tissus vasculaires contribuent à la tolérance au stress salin. Dans un second temps, nous avons étudié chez l’accession Columbia d’Arabidopsis les modifications du transport et du métabolisme des sucres, en relation avec des changements dans l’anatomie des tissus vasculaires et la composition de la paroi secondaire dans le xylème. Les résultats montrent une accumulation des sucres associée à une dérégulation de gènes qui codent pour le transport et le métabolisme des sucres. Des modifications de l’anatomie des tissus vasculaires et de la composition de la paroi secondaire dans les vaisseaux de xylème ont été aussi observées. Ces résultats suggèrent une régulation de la répartition des sucres dans la hampe florale en réponse au stress salin qui peuvent contribuer à la tolérance au stress. L’ensemble de ces travaux permettent de proposer un modèle des régulations agissant sur l’homéostasie et le transport des sucres en réponse au stress salin dans la hampe florale, même si nos résultats ne permettent pas de conclure si ces processus sont favorables à la production des graines et interviennent dans l’adaptation ou l’acclimatation au stress salin.

In Arabidopsis thaliana at the reproductive stage, the inflorescence plays an important role in the supply of nutrients through the vascular tissues of siliques and seeds. It is a model for the study of carbon allocation and sugar homeostasis in response to abiotic stress. The objective of this thesis was to study changes in the anatomy of vascular tissue and homeostasis of sugars in the main floral stem in response to salt stress, with or without acclimation to understand their contributions in the adaptive process and acclimation. First, we studied the natural variability of the growth of the inflorescence, the accumulation of sugars and the anatomy of vascular tissue in the scape in three accessions of Arabidopsis thaliana and related species halophyte «Thellungiella salsuginea ». This study showed changes in floral stem development, sugar accumulation, and vascular tissue anatomy in response to salt stress, depending on the level of tolerance of the ecotype. We have also shown that some of these modifications are related to adaptive processes to salt stress. These results suggest that the regulation of growth of the inflorescence and the adjustment of the anatomy of vascular tissues contribute to salt stress tolerance. Secondly, we studied changes of sugar transport and metabolism in Columbia accession of Arabidopsis thaliana in relation to changes in the anatomy of the vascular tissue and the composition of the secondary wall in xylem. The results show an accumulation of sugars associated with a deregulation of genes that encode for the sugar transport and metabolism. Changes in vascular tissue anatomy and in the composition of secondary wall in xylem vessels have also been observed. These results suggest a regulation of the distribution of sugars in the stem in response to salt stress that may contribute to stress tolerance. All of this work makes it possible to propose a model of the regulations acting on the homeostasis and the transport of sugars in response to salt stress in the floral stem, even if our results do not allow concluding if these processes are favorable to the production seeds and intervene in adaptation or acclimation to salt stress.