Caractérisation moléculaire et régulation de la force de puits de la plante parasite Phelipanche ramosa (L. ) Pomel vis à vis du saccharose prélevé chez son hôte

Molecular characterization and regulation of sink strength of the parasitic plant Phelipanche ramosa (L. ) Pomel in regards to sucrose out taken from its host

• Auteur / Autrice : Thomas Péron
• Direction : Philippe Simier, Philippe Delavault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques et écologiques. Biologie des organismes
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations plante-parasite

Orobanches

Absorption (physiologie)

Saccharose

Auxines

Mots clés libres

Cytokinine

Invertase

Saccharose synthétase

Transporteur de saccharose

Résumé

As a consequence of its incapacity to carry out photosynthesis, Phelipanche ramosa turns out to be fully dependent on the photosynthates from the host plant and due to its obligatory parasitic lifestyle this plant is responsible for considerable devastations. The development of broomrape relies on its capacity to establish connection with the phloem of the host and to become a competitive sink organ. In this context, the use of a phloem tracer demonstrated the existence of a symplasmic continuum at the host-parasite interface and, that the phloem unloading in various sinks tissues of P. Ramosa is mainly an apoplamic type. The main actors involve in transport (SUT = sucrose transporter) and sucrose metabolism (invertases and sucrose synthases) were identified. Using molecular approaches, immunolocalization, and in situ hybridization, we demonstrated the implication of some of these actors in major processes, such as the long-distance transport of sucrose and its unloading in sink organs (PrSUT1 and PrSUT3), hexose accumulation via a vacuolar acid invertase (PrSAI1), the tracheid differentiation and the starch synthesis via sucrose synthases (PrSUS1 and PrSUS2, respectively). Other markers, such as the isopenthenyl transferase PrIPT and the cytokinin oxidase PrCKX, would play a role in the hormonal balance of broomrape and would contribute to control its sink strength. All of these genes/proteins which are essential to the development of P. Ramosa are then putative good targets in biotechnological strategies to control broomrapes.

Le mode de vie parasitaire de Phelipanche ramosa la rend responsable de ravages considérables. Son incapacité à réaliser la photosynthèse la rend entièrement dépendante vis-à-vis des photoassimilats de la plante hôte. Le développement de l'orobanche repose sur sa capacité à se connecter au phloème de l'hôte et à devenir un organe puits compétitif. Dans ce contexte, l'utilisation d'un traceur phloémien a permis de démontrer l'existence d'un continuum symplasmique à l’interface hôte-parasite et la nature majoritairement de type apoplasmique de la décharge phloémienne dans les différents tissus puits de P. Ramosa. Les principaux acteurs impliqués dans le transport (SUT = sucrose transporter) et le métabolisme du saccharose (invertases et saccharose synthétases) ont été identifiés. Par des approches moléculaires, d’immunolocalisation et d’hybridation in situ, ces travaux ont précisé l'implication de certains de ces acteurs dans des processus majeurs, tels que le transport du saccharose à longue distance et sa décharge dans les organes puits (PrSUT1 et PrSUT3), la mise en réserve d'hexoses via une invertase acide vacuolaire (PrSAI1), la différentiation des trachéides et la synthèse d'amidon via des saccharose synthétases (PrSUS1 et PrSUS2, respectivement). D'autres marqueurs, tels que l'isopentényl transférase PrIPT et la cytokinine oxydase PrCKX, joueraient un rôle dans l'équilibre hormonal de l'orobanche et contribueraient à réguler sa force de puits. L'ensemble de ces gènes/protéines indispensables au développement de P. Ramosa constitueraient ainsi de bonnes cibles pour valider l'efficacité d'une lutte biotechnologique contre les orobanches.