Gravitropisme chez le peuplier : implication des kinases associées à la paroi (WAK) dans les évènements précoces après inclinaison

Poplar gravitropism : Implication of Wall Associated Kinase (WAK) in early events after tilting

• Auteur / Autrice : Kévin Tocquard
• Direction : Patricia Drevet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Génétique Moléculaire
• Date : Soutenance le 07/10/2016
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• 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 - (PIAF) Physiologie Intégrée de l'Arbre fruitier et Forestier
• Jury : Président / Présidente : Claude Beaudoin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patricia Drevet, Jean-Stéphane Venisse, Gwyneth Ingram
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Soulaïman Sakr, Annabelle Déjardin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines kinases

Croissance

Peupliers

Mots clés libres

Gravitropisme

Peuplier

Populus

Wall Associated Kinase

WAK

Gravitropism

Poplar

Populus

Wall Associated Kinase

WAK

Résumé

Les plantes adaptent leur croissance en fonction des facteurs environnementaux dont la gravité qui est un facteur constant. Une modification de l’orientation de la plante par rapport à l’axe de la gravité, i.e. une inclinaison induit une réponse de redressement : le gravitropisme. Pour les parties aériennes le gravitropisme est négatif, c’est-à-dire que les plantes vont adapter leur croissance dans la direction opposée à la gravité. Chez les arbres, le redressement est assuré par à la formation asymétrique d’un bois aux propriétés physico-chimiques particulières appelé le bois de réaction. Des récepteurs kinases pourraient participer à la perception et à la réponse précoce au stimulus gravitropique qu’est l’inclinaison. Parmi ces familles protéiques, les kinases associées à la paroi (WAK) sont des candidats intéressants. La liaison de ces protéines à la paroi permettrait de percevoir les déformations qui sont supposées se produire par l’inclinaison de la tige. Nous avons alors identifié et caractérisé pour la première fois la famille WAKs chez une espèce ligneuse, le peuplier, qui est composée de 175 membres. L’étude d’accumulation des transcrits WAKs a permis d’identifier les gènes WAKs qui s’expriment dans la tige puis l’expression de ces gènes a été suivie lors d’une cinétique après inclinaison. Il s’avère que les gènes WAKs sont faiblement exprimés et que 25% des gènes présentent une expression différentielle après inclinaison. Ces données transcriptomiques suggèrent que les WAKs participeraient aux événements cellulaires précoces après l’inclinaison de tiges chez le peuplier. Enfin, une étude plus approfondie a été initiée sur PtWAK70 qui est localisée dans le jeune xylème et le phloème secondaire. Nous avons également généré des outils moléculaires dont l’objectif est d’identifier les interacteurs potentiels de la partie apoplastique de PtWAK70.

Plants adapt their growth to environmental factors whose gravity is a continuous one. A modification of plant orientation by tilting leads to a straightening response: gravitropism. For aerial parts, plants will adapt their growth upward (negative gravitropism). In trees, straightening is accomplished through asymmetric formation of reaction wood which exhibits modifications in its physicochemical properties. Receptors-like kinases could play a role in both perception and early response to a gravitropic stimulus. Among them, Wall-Associated Kinases (WAKs) are interesting candidates because they are bind to the cell wall. They could detect wall deformations that are supposed to occur after tilting of the stem. We identified and characterized for the first time in a woody species (poplar) the largest WAKs family with 175 members. An extensive study of WAKs transcripts accumulation was carried out to identify genes expressed in woody stem. These genes expressions were analyzed during a kinetic after tilting. WAKs genes were overall weakly expressed but 25% of analyzed genes showed a modulation in their transcript accumulation after tilting. This suggests they could play a role in early events after tilting of poplar stems. Lastly, a deeper study was initiated on PtWAK70 which is localized in young xylem and secondary phloem. We generated molecular tools to identify potentials interactors of PtWAK70 apoplastic part.