La mousse Physcomitrella patens, un modèle pour explorer l’évolution et l’ingénierie du métabolisme phénolique

par Lucie Kriegshauser

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Danièle Reichhart.

Le président du jury était Julie Chong.

Le jury était composé de Emmanuel Gaquerel, Hugues Renault.

Les rapporteurs étaient Bénédicte Bakan, Richard Sibout.


  • Résumé

    Chez les plantes vasculaires, le métabolisme des phénylpropanoïdes conduit à la synthèse de précurseurs de biopolymères structuraux tels que la lignine, ainsi que de nombreux composés antioxydants et anti-UV. Ce métabolisme phénolique est apparu lors de la colonisation des terres par les plantes et a été critique pour leur adaptation à ce nouvel environnement. Physcomitrella patens, une bryophyte phylogénétiquement proche des premières plantes terrestres, est un bon modèle pour l'étude de certains caractères ancestraux. P. patens est dépourvue de lignine. En combinant des approches phylogénomique, génétique et biochimique, ce travail démontre le rôle essentiel de deux BAHD hydroxycinnamoyl tranférases dans le métabolisme phénolique de la mousse et la formation de précurseurs de la cuticule, une couche hydrophobe qui recouvre les parties aériennes de la plante et lui confère une imperméabilité. Il suggère également que deux hydroxycinnamoyl transférases sont requises pour la formation des composés phénoliques solubles accumulés par la mousse. Une exploration préliminaire du métabolisme des flavonoïdes chez ce modèle révèle d’autre part le caractère incomplet et primitif de cette voie métabolique.

  • Titre traduit

    The moss Physcomitrella patens, a model for exploration and engineering of the phenolic metabolism


  • Résumé

    In vascular plants, the phenylpropanoid metabolism leads to the synthesis of precursors of structural biopolymers such as lignin and of essential antioxidants and UV screens. The phenolic pathway leading to these compounds appeared upon plant land colonization and is thought critical for their adaptation to this new environment. Physcomitrella patens is a bryophyte, an early-diverging land plant and thus a good model to reveal ancestral traits. P. patens is devoid of lignin. Combining phylogenomic, genetic and biochemical approaches, this work demonstrates the essential role of two BAHD hydroxycinnamoyl transferases in the moss phenolic metabolism and in the formation of precursors of the cuticle, a hydrophobic layer, covering and conferring impermeability to the aerial parts of the plant. It also suggests that two nonredundant hydroxycinnamoyl transferases are required for the formation of the soluble phenolic compounds accumulated in moss. A preliminary exploration of the flavonoid metabolism in this model in addition reveals primitive features of this metabolic route.


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