Perception de la contrainte hydrique chez les plantes : mécanismes sous-tendant les réponses transcriptionnelles quantitatives à la turgescence et au potentiel osmotique

Water deficit perception in plants: mechanisms underlying quantitative transcriptional responses to turgor and osmotic potential

• Auteur / Autrice : Coralie Masson
• Direction : Yann Boursiac
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : BIDAP-Biologie et Amélioration des plantes
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IPSiM - Institut des Sciences des Plantes de Montpellier

Mots clés

Mots clés libres

Déficit hydrique

Signalisation cellulaire

Transport d'eau

Biophysique

Promoteur

Water deficit

Cell signaling

Water transport

Biophysics

Promoter

Résumé

La maîtrise de la réponse des plantes au déficit hydrique est un enjeu majeur en agronomie. Comprendre comment les plantes perçoivent la contrainte fait partie des impératifs pour arriver à pallier les effets du changement climatique, d'une rapidité sans précédent, impactant aussi bien les milieux naturels qu'agricoles. L'objectif général de la thèse est de mieux comprendre comment le changement des paramètres physico-chimiques, lors d'un stress hydrique, est traduit en une réponse biologique par la plante. Au cours d'une thèse récemment achevée, nous avons identifié deux gènes dont l'abondance des ARNm est, chacune, corrélée à une composante différente du potentiel hydrique, c'est-à-dire la turgescence des cellules ou leur potentiel osmotique. Le premier gène semble sous un contrôle fin de la dégradation des ARNm, qui pourrait dépendre de condensats moléculaires. Une construction, permettant de suivre l'expression du second gène, se comporte comme un rapporteur précoce des variations hydriques des plantes. La thèse proposée vise à identifier les évènements précoces et les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la régulation de ces gènes. Des approches utilisant la biologie moléculaire, la microscopie in vivo et des cribles génétiques, seront associées à la capacité relativement unique de l'équipe à mesurer les paramètres hydrauliques des cellules végétales. Une meilleure compréhension des phases précoces de la perception du déficit hydrique chez les plantes est attendue à l'issue de ce travail.

Controlling plant response to water deficit is a major challenge in agronomy. Understanding how plants perceive stresses is one of the keys to mitigating the effects of unprecedentedly rapid climate change, which is impacting both natural and agricultural environments. The general aim of this thesis is to gain a better understanding of how changes in physico-chemical parameters during water stress are translated into a biological response by plants. In a recent thesis, we identified two genes whose mRNA abundance each correlates with a different component of water potential, i.e. cell turgor or osmotic potential. The first gene appears to be under fine control of mRNA degradation, which may depend on molecular condensates. A construct that monitors the expression of the second gene acts as an early reporter of plant hydraulic variations. The proposed project aims to identify the early events and molecular mechanisms underlying the regulation of these genes. Approaches using molecular biology, in vivo microscopy and genetic screens will be combined with the team's relatively unique ability to measure hydraulic parameters in plant cells. A better understanding of the early phases of water deficit perception in plants is expected.