Etude du photocontrôle du débourrement : Rôles des photorécepteurs (phyA, phyB, cry1) et des cytokinines dans la transduction du signal lumineux

Light control of bud outgrowth : Roles of photoreceptors (phyA, phyB, cry1) and of cytokinins in the light signaling pathway

• Auteur / Autrice : Hanaé Roman
• Direction : Nathalie Leduc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes, biotechnologies animales, végétales et microbiennes
• Date : Soutenance le 16/12/2015
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INRA - UMR1345 - IRHS (Institut de Recherche en Horticulture et Semences)
• Jury : Président / Présidente : Anis Limami
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jose-Sabrina Gentilhomme, Didier Combes
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Catherine Rameau, Teva Vernoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Débourrement (botanique)

Plantes -- Effets de la lumière

Saccharose

Flavoprotéines

Phytochrome

Plantes -- Hormones

Mots clés libres

Hormones

Cryptochromes

Qualité de la lumière

Communications inter-Organes

Architecture

Forme des plantes

Hormones

Phytochromes

Cryptochromes

Light quality

Sucrose

Inter-Organs communication

Architecture

Plants shape

Résumé

Via la photosynthèse et la photomorphogenèse, la lumière contrôle fortement la ramification. Le rosier (Rosa hybrida L.) présente par exemple une inhibition complète du débourrement à l’obscurité. Mieux comprendre le mode d’action de la lumière offrira des possibilités nouvelles à l’horticulture. Peu de choses sont connues sur la signalisation de la lumière au cours du débourrement. Notamment, les rôles de chacun des photorécepteurs et des cytokinines (CK), hormones promotrices du débourrement, dans la transduction du signal lumineux n’ont pas été examinés. Dans ce travail, des apports exogènes et des dosages de CK à l’obscurité montrent que le photocontrôle du débourrement passe par la photorégulation des CK. La lumière contrôle la néosynthèse et le transport des CK depuis l’entre-nœud vers le bourgeon, et inhibe leur dégradation. Les CK néoformées initient le débourrement car elles régulent un ensemble de gènes majeurs du débourrement (signalisation des strigolactones, métabolisme et transport de l’auxine et des sucres, division et expansion cellulaires). Afin d’identifier les photorécepteurs impliqués dans ce processus, des études ont été menées chez le pois (Pisum sativum L.). Il en ressort que le profil de débourrement chez le pois est sous photocontrôle : basitone à la lumière, ce profil devient acrotone à l’obscurité ou suite aux simples et doubles mutations de phyA, phyB et cry1. Ces trois photorécepteurs jouent donc un rôle primordial sur les corrélations inhibitrices entre bourgeons. Des apports de CK permettent de restaurer le profil basitone du sauvage chez le mutant phyB, ce qui suggère que la signalisation de la lumière vers les CK passe par phyB.

Through photosynthesis and photomorphogenesis, light highly controls plant branching. Roses (Rosa hybrida L.) exhibit for example a strong inhibition of bud outgrowth under darkness. Better understanding the action of light in branching will give new opportunities to horticulturists. Yet, little is known about the light signalling pathway during bud outgrowth. In particular, the involvements of each photoreceptor and of cytokinins (CK), plant hormones acting as promoters of bud outgrowth, in the transduction of the light signal during bud outgrowth have not been assessed. In this work, exogenous applications and quantification of CK under darkness show that the photocontrol of bud outgrowth goes through the photo-regulation of CK. Light controls CK neo-synthesis and transport from the internode toward the bud, and inhibits their degradation. The neo-synthesised CK initiate bud outgrowth by regulating a set of major genes involved in bud outgrowth (strigolactones signalling, metabolisms and transports of auxin and of sugar, cell division and expansion). In order to identify the photoreceptors that are involved in this process, we studied pea (Pisum sativum L.) mutants. Our research indicate that the bud outgrowth profile along the stem is under photocontrol: being basitonic under white light, this profile becomes acrotonic under darkness or after mutations of phyA, phyB and cry1. These three photoreceptors thus play a major role in the control of the correlative inhibitions between buds. Since applications of CK allowed to restore the wild-type basitonic profile in the phyB mutant, this suggests that the light signalling pathway towards CK involves phyB.