Régulation de l’assimilation de l’azote minéral chez Arabidopsis en conditions de stress salin

Regulation of nitrogen assimilation in Arabidopsis under salt conditions

• Auteur / Autrice : Houda Maaroufi Dguimi
• Direction : Akira Suzuki, Houda Gouia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 23/02/2012
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Université de Tunis El Manar
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Végétal (1992-2015 ; Orsay, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Nutrition et Métabolisme Azotés et Protéines de Stress (Tunis)
• Jury : Président / Présidente : Graham Noctor
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Akira Suzuki, Houda Gouia, Graham Noctor, Anis Limami, Aly Raïes, Fatma Jemal
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anis Limami, Aly Raïes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sel

Glutamine

Arabidopsis thaliana

Ammonium

Mots clés libres

Assimilation d’ammonium

ASN

Arabidopsis Thaliana

Glutamine synthétase

Sel

Asparagines synthétase

Ammonium assimilation

ASN

Arabidopsis thaliana

Glutamine synthetase

Salt

Asparagines synthetase

Résumé

L’activité de croissance des plantes se trouve souvent limitée par les conditions contraignantes de l’environnement. La salinité du sol est l’une des majeures contraintes abiotiques qui ne cesse d’envahir les surfaces cultivés chaque année. Elle entraine chez les espèces glycophytes des perturbations d’ordre osmotique, nutritionnel et métaboliques. La nutrition et le métabolisme de l’azote minéral constituent des étapes primordiales dans la synthèse des acides aminés et des composés azotés indispensables chez les plantes. Par conséquent, l’étude de l’expression des enzymes impliquées dans l’assimilation d’azote telle que l’asparagine synthétase (AS, EC 6.3.5.4) chez l’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) permet d’avancer nos connaissances sur la régulation transcriptionnelle du métabolisme azoté sous stress salin. Au cours des travaux de recherche entamés dans le cadre de cette thèse, un intérêt particulier est accordé au gène ASN2 chez Arabidopsis. Les résultats obtenus ont montré que la mutation ASN2 a accentué les effets du NaCl sur l’assimilation de l’ammonium. Le mutant asn2-1 se montre plus sensible au stress salin que le sauvage malgré que l’absence des transcrits du gène ASN2 est associé à une expression importante du gène ASN1. L’inhibition de l’activité glutamine synthétase (GS, EC 6.3.1.2), la faible activité aminatrice de la GDH (NADH-GDH, EC 1.4.1.2) sous stress salin ainsi que l’absence des transcrits ASN2 seraient à l’origine de l’accumulation de l’ammonium chez le mutant asn2-1. Toutefois, l’application exogène de l’ammonium nous a montré que l’action du NaCl sur l’expression de l’asparagine synthétase n’est pas directement liée à l’accumulation endogène d’ammonium. L’accumulation d’autres métabolites tels que l’asparagine, la glutamine et la glutamate pourrait être à l’origine des effets du sel sur l’expression des gènes ASN.

Plant growth activity is often limited by constraint environment conditions. Soil salinity is one of major abiotic stress which is becoming more problematic every year. In glycophytes species, it induced osmotic, nutritional and metabolic disturbances. The nitrogen nutrition and metabolism constitute an essential step in amino acid and nitrogen compounds synthesis in plants. Therefore, studying the expression of enzymes involved in nitrogen assimilation such as asparagine synthetase (AS, EC 6.3.5.4) in Arabidopsis thaliana will improve our knowledge on the transcriptional regulation of nitrogen metabolism under salt stress. In the present work of this thesis, a special attention was taken on AS gene (ASN2) wild type and mutants. Obtained results showed that ASN2 mutation accentuated the salt-induced effects on ammonium assimilation. The asn2-1 mutant was more sensitive to salt stress than the wild type, while the ASN2 transcript absence was associated with an important ASN1expression. The observed inhibition of glutamine synthetase (GS, EC 6.3.1.2) activity, the low aminatrice GDH (NADH-GDH, EC 1.4.1.2) activity under salt stress as well as the ASN2 transcript loss brought to an ammonium accumulation in asn2-1mutant. However, exogenous ammonium application showed that NaCl effect on asparagine synthetase expression was not directly related to the endogenous ammonium accumulation. Other metabolites accumulation such as asparagine, glutamine and glutamate could be involved in the obtained salt-effects on ASN expression in Arabidopsis.