Localisation des transporteurs de mannitol et de saccharose chez le céleri-branche (Apium graveolens L. Var. Dulce)

Localization of mannitol and sucrose transporters in Celery (Apium graveolens L. Var dulce)

• Auteur / Autrice : Marjorie Cachau-Juchaux
• Direction : Rémi Lemoine, Laurence Maurousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sucre

Polyols

Transport biologique

Plantes

Résumé

Le saccharose constitue le principal photoassimilat glucidique transporté par le phloème. Chez certaines espèces dont le Céleri (Apium graveolens L. ), il est accompagné par des polyols (mannitol). Le mannitol intervient dans la tolérance aux stress abiotiques en faisant office de soluté compatible. Les transporteurs de mannitol (AgMaT1, AgMaT2) qui pourraient être impliqués dans le chargement du phloème ont été récemment clonés dans notre laboratoire. Les techniques d'hybridation in situ (HIS) et d'immunocytochimie (ICC) ont permis de les localiser, ainsi que les transporteurs de saccharose AgSUT1 et AgSUT3. En HIS, quelle que soit la ribosonde utilisée, un fort signal est apparu dans le phloème au niveau du complexe conducteur, les gènes de transporteur de mannitol semblant plus exprimés. Pour les plantes ayant subi un stress salin, la totalité du phloème était marquée, les cellules du parenchyme phloémien pourraient alors être impliquées dans le transport des sucres. Afin de localiser les protéines correspondantes, des anticorps spécifiques dirigés contre ces transporteurs ont été synthétisés. Leur spécificité a été vérifiée par Western blot. Des immunomarquages sur tissus frais suivis d'une observation par microscopie confocale ont permis de les localiser au niveau du complexe conducteur. Pour confirmer les résultats obtenus en HIS, un immunomarquage aux billes d'or et une observation en microscopie électronique à transmission ont été réalisés. Les transporteurs AgMaT1 et AgSUT1 ont été localisés sur la membrane plasmique des cellules criblées, et compagnes. De plus, le transporteur AgMaT1 a été également localisé sur le tonoplaste des cellules du parenchyme phloémien. Ceci a été confirmé par expression transitoire de la protéine de fusion transporteur-GFP dans des protoplastes d'Arabidopsis thaliana. Ces travaux ont mis en évidence la diversité des voies de transport des polyols et du saccharose selon les espèces végétales.

Sucrose is the major carbohydrate translocated in the phloem. However, in several species such as Celery (Apium graveolens L. ), polyols (mannitol in the case of Celery) are also found. Mannitol, as compatible solute, has been involved in the tolerance of abiotic stresses. Mannitol transporters (AgMaT1, AgMaT2) that could be involved in phloem loading were recently cloned in our group. In order to precise the localization of the expression of AgMaT1, AgMaT2, AgSUT1 and AgSUT3 (A. Graveolens Sucrose Transporter), in situ hybridization (ISH) and immunocytochemistry (ICC) were run. During ISH experiments, antisense riboprobe of all transporter genes tested gave a strong signal strictly confined to the companion cell-sieve element complex in the phloem of petioles and leaflets. With salt stressed plants, the signal was also detected in the phloem parenchyma of petioles. This result shows that in stressed plant genes of transporters are expressed in more cells than in control plants. This may also indicate a role for phloem parenchyma in nutrient transport. Specific antibodies for the transporters were used to study the localization of the corresponding proteins in confocal microscopy. AgMaT1 and AgSUT1 were localized on the plasma membrane of companion cell and sieve element. Moreover, AgMaT1 was also localised on tonoplast in phloem parenchyma cells. This was confirmed by a transient expression of a transporter-GFP fusion protein in heterologous systems. This work pointed out diverse pathways of polyols and sucrose transport in plants during development.