Caractérisation des modifications spatiotemporelles intervenant lors de la formation de l'union du greffon/porte-greffe et identification des régulateurs de la réussite au greffage

Leveraging knowledge of the spatiotemporal changes occurring during graft union formation to identify regulators of grafting success

• Auteur / Autrice : Marilou Camboue
• Direction : Sarah Cookson
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Rooti

Mots clés

Mots clés libres

Vigne

Paroi cellulaire

Greffage

Tissus

Transcriptome

Imagerie

Grafting

Tissues

Imaging

Grapevine

Paroi cellulaire

Transcriptome

Résumé

Le greffage permet de combiner les caractéristiques agronomiques de deux génotypes différents, ce procédé est essentiel pour de nombreuses cultures horticoles telle que la vigne. Le greffage consiste à assembler deux partenaires qui sont le greffon (G) et le porte-greffe (PG), ainsi qu'à les maintenir soudés. La mise en place du point de greffe nécessite l'adhésion du G et du PG, la mise en place d'une paroi cellulaire commune et fonctionnelle à l'interface G/PG ainsi que la formation de connexions vasculaires entre les deux partenaires. La transcriptome du point de greffe a été étudiée chez de nombreuses espèces. Cependant, il existe peu de données transcriptomiques propres aux différents tissus car les gènes sont généralement caractérisés dans les mélanges des tissus différents. Le greffage engendre des blessures qui nécessitent une cicatrisation des différents tissus. La compréhension des réponses spécifiques des différents tissus permettrait de comprendre les changements observés ainsi que d'identifier la fonction putative de gènes candidats impliqué dans le greffage. Au cours de cette thèse, nous prévoyons de caractériser le transcriptome spatial de l'interface G/PG à différentes dates après greffage. Nous souhaitons également décrire au cours du temps les modifications de la paroi cellulaire qui se produisent à l'interface G/PG en utilisant une approche d'immunohistochimie. Chez les plantes herbacées, les modifications chimiques de la paroi cellulaire peuvent altérer la réussite au greffage. Nous déterminerons si cette observation est également valable chez la vigne en caractérisant les modifications de la paroi cellulaire induites lors du greffage. Lors d'une étude préliminaire, nous avons identifié des gènes de type EARLY NODULIN/ENOD comme étant des gènes candidats intéressants. En effet, la bibliographie suggère que ces gènes ENOD-LIKE sont potentiellement impliqués dans les modifications de la paroi cellulaire, nous vérifierons donc si les gènes ENOD-LIKE ont un rôle dans la formation du point de greffe chez la vigne.

Grafting combines the agronomic traits of two different genotypes together and is essential for many horticultural crops such as grapevine. Grafting involves cutting the scion and rootstock, and maintaining the cut surfaces in close proximity. Graft union formation requires scion/rootstock adhesion, the construction of a common and functional cell wall at the graft interface, and the formation of vascular connections between the two partners. Genes differentially expressed during graft union formation have been studied in many species, but generally in bulk tissues of the graft interface so little tissue-specific transcriptome information is available. As grafting involves damaging and then wound healing in a range of tissue types, knowledge of the tissue specific responses to grafting would aid our understanding of the gene expression changes observed and help identify the function of putative candidate genes/processes. During the 3 years of this Ph.D. project, we plan to characterize the spatial transcriptome of the graft interface at two time points during graft union formation in grapevine. In addition to charactering these tissue specific changes in gene expression, we also aim to describe the cell wall modifications occurring at the graft interface at the same time points using immunohistochemistry. Cell wall modifying enzymes/inhibitors can alter grafting success in herbaceous grafts; we will determine whether this is also true for grapevine and characterize the cell wall changes induced. From our previous transcriptome study of bulk-graft interface tissue, we have identified EARLY NODULIN/ENOD-like genes as interesting candidate genes. The literature suggests that ENOD-LIKE genes are potentially involved in cell wall modifications. We will test the hypothesis that ENOD-LIKE genes have a role in graft union formation.