Rôle de la protéine de la signalisation du calcium CML8 dans la réponse d'Arabidopsis thaliana à de multiples stress : implication dans l'immunité contre plusieurs pathogènes et importance de l'auxine

Role of the calcium signaling protein CML8 in the response of Arabidopsis thaliana to multiple stresses : implication in immunity against several pathogens and importance of auxin

• Auteur / Autrice : Julie Mazard
• Direction : Jean-Philippe Galaud, Richard Berthomé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Développement des plantes
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (Toulouse ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Dumas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Galaud, Richard Berthomé, Céline Lavire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Legué, David Wendehenne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calmoduline

Ralstonia solanacearum

Immunologie

Arabidopsis thaliana

Mots clés libres

Arabidopsis thaliana

Signalisation calcique

Protéine calmoduline-like

Immunité végétale

Multi-pathogènes

Ralstonia solanacearum

Auxine

Arabidopsis thaliana

Calcium signaling

Calmodulin-like protein

Plant immunity

Multi-pathogens

Ralstonia solanacearum

Auxin

Résumé

Le calcium est un second messager universel impliqué dans l'adaptation des plantes aux changements de l'environnement. Les variations de concentration de calcium dans la cellule végétale sont décodées et relayées par des protéines senseurs de calcium. Parmi ces protéines, on retrouve les CMLs ou protéines "Calmoduline-Like". Au cours de ma thèse, nous avons identifié que CML8 participe aux réponses immunitaires de la plante face à de multiples microorganismes pathogènes dont la bactérie du sol Ralstonia solanacearum capable d'infecter plus de 200 espèces de plantes (Arabidopsis thaliana, tomate, banane), la bactérie foliaire Xanthomonas campestris pv. campestris et l'oomycète racinaire Phytophtora capsici. Mon projet de thèse a eu pour objectif de préciser la fonction de CML8 pour comprendre son rôle dans l'immunité végétale, et plus précisément dans la réponse de défense de la plante Arabidopsis thaliana à Ralstonia solanacearum. Pour cela, une approche de transcriptomique par RNA-sequencing a permis d'identifier les mécanismes moléculaires dépendants de CML8 en réponse à une infection par Ralstonia solanacearum. Également, CML8 est exprimé préférentiellement au niveau de l'émergence des racines latérales et contrôle l'architecture racinaire de manière auxine-dépendante. Ces émergences sont le lieu d'accumulation de l'auxine endogène de la plante mais également le point d'entrée de Ralstonia solanacearum dans la plante. Sachant cela et sachant aussi que le séquençage du génome de Ralstonia solanacearum a montré qu'il était possible que cette bactérie puisse synthétiser de l'auxine, nous avons choisi d'étudier les processus d'infection de Ralstonia solanacearum en cherchant à identifier la ou les voies de biosynthèse putatives de l'auxine chez Ralstonia solanacearum pour déterminer le rôle de l'auxine produite par la bactérie au cours de l'interaction avec la plante.

Calcium is a universal second messenger involved in the adaptation of plants to environmental changes. Variations in calcium concentration in the plant cell are decoded and relayed by calcium sensor proteins. Among these proteins, we find the CMLs or "Calmodulin-Like" proteins. During my thesis, we identified that CML8 participates in the immune responses of the plant to multiple pathogenic microorganisms including the soil bacterium Ralstonia solanacearum capable of infecting more than 200 species of plants (Arabidopsis thaliana, tomato, banana), the leaf bacterium Xanthomonas campestris pv. campestris and the root oomycete Phytophtora capsici. The objective of my thesis project was to clarify the function of CML8 in order to understand its role in plant immunity, and more precisely in the defense response of the plant Arabidopsis thaliana to Ralstonia solanacearum. To achieve this purpose, a transcriptomic approach by RNA-sequencing allowed to identify the molecular mechanisms dependent on CML8 in response to an infection by Ralstonia solanacearum. Also, CML8 is preferentially expressed at the level of lateral root emergences and controls the root architecture in an auxin-dependent manner. These emergences are the site of accumulation of endogenous auxin in the plant but also the point of entries of Ralstonia solanacearum into the plant. Knowing this and also knowing that the sequencing of Ralstonia solanacearum's genome has shown that it was possible that this bacterium could synthesize auxin, we chose to study the infection processes of Ralstonia solanacearum by seeking to identify the putative auxin biosynthetic pathway(s) in Ralstonia solanacearum in order to determine the role of auxin produced by the bacterium during the interaction with the plant.