Amorçage de l'expression génique et plasticité phénotypique au cours des réponses d'Arabidopsis à la lumière

Gene expression priming and phenotypic plasticity during Arabidopsis responses to light

• Auteur / Autrice : Clarisse Zigue
• Direction : Fredy Barneche
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie de l'École normale supérieure (Paris ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Génomique des Plantes et Diatomées
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Plants

Chromatin dynamics

Priming

Plantes

Dynamique de la chromatine

Priming

Résumé

Des travaux antérieurs du laboratoire hôte ont révélé que l'induction de gènes sensibles à la lumière au cours de la photomorphogenèse des semis est renforcée par une exposition préalable à une exposition courte et transitoire (1 heure) à la lumière. L'existence, la pertinence physiologique, et les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'amorçage des plantes par la lumière restent inconnus. Ces processus pourraient significativement favoriser la vigueur des semis en agriculture, en particulier sous conditions de forte luminosité (vagues de chaleur, haute altitude, basse latitude). L'étudiante étudiera quelles voies de signalisation lumineuse et chromatinienne sont sensibilisées par une exposition initiale à la lumière pour amorcer les réponses adaptatives ultérieures. À l'aide d'approches épigénomiques et transcriptomiques, elle contrastera et comparera les modifications de l'épigénome (marques et accessibilité de la chromatine) et de l'expression génique induites par amorçage chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana, et évaluera l'existence de tels mécanismes chez une espèce cultivée. En parallèle, l'étudiante explorera les effets transgénérationnels possibles de l'acclimatation à la haute lumière dans des lignées d'Arabidopsis ayant des histoires de vie dans des environnements différents.

We identified that induction of light-responsive genes during seedling photomorphogenesis is enhanced by prior exposure to a short (1 hour) and transient exposure to light. The existence, physiological relevance and molecular mechanisms underlying light-induced plant priming have not been addressed. This process could significantly favor seedling vigor in agriculture when seeds are sawed in the soil under daylight, especially at mid-day or under high light conditions (heat waves, high altitude, low latitude). The student will first investigate plant non-genetic adaptations to light stress through short-term priming responses to light stress. In particular, the student will explore which light signaling and chromatin pathways are sensitized by an initial exposure to light to prime subsequent adaptive responses. Using epigenomics and transcriptomics approaches, she will then contrast and compare epigenome (chromatin marks and accessibility) and gene expression changes induced by short-term priming in the Arabidopsis model plant species, and assess the existence of such mechanisms in a crop species. In parallel, the student will explore possible transgenerational effects of high light acclimation in Arabidopsis lines with different environment life histories.