Thèse soutenue

Mécanismes sous-jacents au redressement gravitropique et autotropique chez le peuplier et le blé

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Auteur / Autrice : Alexandre Caulus
Direction : Bruno Moulia
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie végétale
Date : Soutenance le 03/04/2024
Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant
Jury : Président / Présidente : Valérie Legué
Examinateurs / Examinatrices : Mélanie Decourteix, Jana Dlouhá
Rapporteurs / Rapporteuses : Godfrey Neutelings, Annabelle Déjardin, Patrick Heuret

Résumé

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Les arbres, dans leur environnement, subissent de nombreuses perturbations pouvant altérer leur posture et architecture. Cette altération peut engendrer des phénomènes d'inclinaison chez les arbres ou verse chez les graminées notamment par le biais du vent ou de la pluie. Dans un contexte de changement climatique, ces conséquences seront d'autant plus importantes. Pour la rectifier, les plantes sont capable de mettre en place des mouvements actifs tropiques, induits par des stimuli environnementaux tels que la gravité et la lumière. Ces mécanismes sont impliqués dans le contrôle postural. La réponse de la tige implique non seulement un mouvement de courbure vers le haut, mais aussi une autorégulation permettant de contrebalancer les courbures. Ces deux phases permettent à la plante de restaurer sa posture. Cette autorégulation est possible via l'autotropisme, lié à la perception de sa propre forme. On parle alors de proprioception. Au cours de cette travaux de thèse, l'utilisation d'un dispositif expérimental original et innovant nous ont permis d'étudier spécifiquement l'autotropisme et d'analyser les mécanismes sous-jacents de ce tropisme et plus généralement du contrôle postural chez le blé et le peuplier (pilotage des mouvements par le modèle AC). L'étude de la cinématique de mouvement, en condition autotropique stricte, a démontré que le peuplier et le blé montrent des mouvements actifs de décourbure. Chez le peuplier, ce retour est permis par la production de bois de tension sur la face inférieure de la tige, remettant en cause la définition historique de la formation de ce bois spécialisé. Dans les travaux de cette thèse, et pour la première fois, la capacité proprioceptive du blé a été démontrée. Notre dispositif permet également de quantifier les sensibilités graviperceptives et proprioceptives ainsi que le nombre B pour la première fois. De plus, l'analyse de la cinématique du blé a montré que le redressement est réalisé par l'action des pulvini, avec une activité de courbure qui décroit en fonction du stade de développement et de la position du pulvinus sur le talle. Ces différences sont expliquées par l'état de lignification notamment. En effet, nous montrons que l'état de lignification progresse au fil du stade de développement et bloque petit à petit l'activité des pulvini lorsque la lignification est conséquente. Enfin, nous montrons l'implication d'un gradient d'auxine dans cette structure au niveau des pulvini montrant une importante activité de courbure.