La réponse au stress abiotique chez Ectocarpus siliculosus : une approche globale

Abiotic Stress Response in Ectocarpus siliculosus : a global approach

• Auteur / Autrice : Simon Dittami
• Direction : Catherine Boyen, Thierry Tonon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides aminés

Ressources génétiques

Métabolisme

Résistance au stress

Effets du stress

Ectocarpales

Résumé

Les algues brunes représentent une composante importante de l'écosystème côtier, au sein duquel elles ont développé des mécanismes uniques leur permettant de vivre dans la zone intertidale, habitat caractérisé par des fluctuations fréquentes des conditions environnementales (stress biotique et abiotique). L'objectif de cette thèse était l'exploration des mécanismes permettant l'acclimatation et l'adaptation des algues brunes à certains stress abiotiques, en utilisant le modèle génétique et génomique Ectocarpus siliculosus. Dans ce but, trois axes de recherche ont été suivis : le métabolisme primaire chez Ectocarpus, la réponse à court terme à des stress salins et oxydatifs, et l'adaptation à long terme d'une souche isolée dans de l'eau douce. Ils ont été abordés en combinant plusieurs approches : la détermination de paramètres physiologiques, des expériences de profilage métabolique et transcriptomique, et l'annotation du génome d'Ectocarpus. Les résultats obtenus démontrent une grande plasticité transcriptomique et métabolique chez Ectocarpus siliculosus, et mettent en évidence plusieurs caractéristiques intéressantes : l'absence probable d'un mécanisme classique de concentration du carbone, l'induction de la production de l'acide gamma-aminobutyrique (un neurotransmetteur chez les animaux et une hormone de stress chez les plantes) en condition de stress (malgré l'absence des enzymes du GABA shunt, sa voie principale de synthèse), la présence d'un groupe de FCP (fucoxanthin chlorophyll a/c binding protein) induit par les stress, et l'utilisation de NaC1 comme osmolyte primaire dans les conditions de stress salins.

Brown algae are an important component of the coastal ecosystem and have developed unique mechanisms enabling them to inhabit the intertidal zone, an environment with high levels of abiotic stress. The primary objective of this thesis was to study the mechanisms underlying the abiotic stress tolerance of brown algae in the new genetic and genomic model Ectocarpus siliculosus. To reach this objective, efforts were concentrated on three sub-tasks : the study of primary metabolism in Ectocarpus, of the short term response to saline and oxidative stress, and of the long term adaptation in a strain isolated from freshwater. Each of these sub-tasks was addressed by a combination of several approaches, including physiological measurements, metabolite - and transcriptional profiling, and genome annotation. The results presented illustrate great transcriptomic and metabolic plasticity of Ectocarpus siliculosus, and highlight several interesting features, such as the probable absence of an efficient organic carbon concentrating mechanism, the stress induced production of the neurotransmitter and plant stress hormone gamma-aminobutyric acid (in spite of the absence of its primary biosynthetic pathway, i. E. The GABA shunt), the presence of a family of stress responsive fucoxanthin chlorophyll a/c binding proteins, and the use of NaC1 as primary osmolyte during salt stress.