Tolérance au gel après acclimatation au froid chez le pois : identification de protéines et cartographie de PQL et QTL

Frost tolerance after cold acclimatation in pea : protein identification and cartography of PQL and QTL

• Auteur / Autrice : Estelle Dumont
• Direction : Jean-Louis Hilbert, Bruno Delbreil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Stratégies d'exploitation des fonctions biologiques
• Date : Soutenance le 18/06/2008
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines de choc thermique

Glycolyse

Photosynthèse

Chromosomes végétaux -- Cartes

Plantes -- Métabolites

Protéomique

Recombinaison génétique

Pisum sativum

Résistance au froid

Mots clés libres

Acclimatation au froid

Lignées recombinantes

Résumé

L'acclimatation au froid est un phénomène qui permet aux plantes exposées à de basses températures positives de pouvoir tolérer ensuite le gel. ElIe est, ici, étudiée chez le pois (Pisum sativum L.) en conditions contrôlées grâce à deux lignées, Champagne tolérante au gel après cette phase d'acclimatation et Térèse sensible même après la phase d'acclimatation. L'analyse du protéome des feuilles, des tiges et des racines de ces lignées a permis l'identification de protéines ayant un rôle potentiel dans l'acclimatation au froid. Pour les feuilles et la base des tiges, la majorité des protéines différentielIement exprimées et identifiées, soit 35% des protéines, participent à la photosynthèse et à la glycolyse (métabolisme primaire). Dans les tiges, 25% des protéines sont des chaperonnes et dans les racines, les protéines de défense représentent 47% des protéines identifiées. Les teneurs en raffinose, saccharose, glucose ainsi qu'en citrate augmentent chez Champagne dans les 3 parties étudiées de la plante lors de l'acclimatation au froid. Ces concentrations restent faibles et à peu près stables chez Champagne non acclimaté et Térèse qu'il ait ou non subi la phase d'acclimatation. Le dosage de ces métabolites a aussi été réalisé chez des lignées recombinantes issues du croisement entre Champagne et Térèse. Ceci a permis la détection de QTL pouvant être explicatifs de l'acclimatation au froid avec, notamment, des QTL de teneur en raffinose qui co-localisent avec des QTL de tolérance au gel présents sur les groupes de liaison 5 et 6. Des PQL ont aussi été recherchés avec l'analyse du protéome des feuilles des lignées recombinantes. Certains co-localisent avec les QTL précédemment détectés. L'ensemble des données fournies par les différentes approches nous permet d'émettre des hypothèses pour expliquer les mécanismes mis en place chez Champagne pour tolérer le gel.

CoId acclimation is the process whereby plants, previously exposed to low positive temperatures, are sUbsequently able to tolerate frost. This phenomenon was studied under controlled conditions in pea (Pisum sativum L.) in two Iines: Champagne, frost tolerant after cold acclimation and Terese, frost sensitive even if previously submitted to a cold acclimation period. Leaf, stem and root proteomes were analysed. Thirty five per cent of the identified differentially expressed proteins in leaves and stems during the cold acclimation period were involved in photosynthesis and glycolysis. ln stems, 25% were identified as folding proteins and ir roots, 47% were involved in the defense response. The raffinose, sucrose, glucose and citrate contents increased in Champagne leaves, stems and roots during the cold acclimation. ln contrast, the levels of these compounds were low in non-acclimated Champagne as weil as in Terese submitted to the cold acclimation period or not. Metabolite levels were also determined on the recombinant inbred lines (RIL) resulting from the cross between Champagne and Terese. Subsequent analyses permitted the detection of potential cold acclimation explicative OTL. ln particular, raffinose content QTL were colocalized with frost da mage QTL on the linkage groups 5 and 6. POL were also detected with the study of RtL leaf proteome. A number of these PQL colocalized with the previously detected QTL. The data obtained using these different approaches allowed us to propose hypothezises potentially explaining the mechanisms used by Champagne to tolerate frost.