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Gomez-Roldan, Maria-Victoria. Rôle des Strigolactones dans la Symbiose Mycorhizienne à Arbuscules

Gomez-Roldan, Maria-Victoria (2008). Rôle des Strigolactones dans la Symbiose Mycorhizienne à Arbuscules.

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Résumé en francais

La symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) est une association entre les champignons du groupe des Gloméromycètes et les racines de la plupart des plantes terrestres. Cette symbiose améliore la santé et la nutrition hydrique et minérale des plantes. Des travaux antérieurs ont montré qu'une famille de molécules, les strigolactones, secrétées par les racines des plantes, étaient capables de stimuler fortement la croissance pré-symbiotique des champignons MA. Ces molécules, initialement caractérisées comme étant inductrices de la germination des graines des plantes parasites Striga et Orobanche, sont peu stables dans le sol, produites à l'état de traces, et actives sur les plantes parasites et les champignons MA à de très faibles concentrations. Afin de préciser l'importance des strigolactones dans la symbiose MA, nous avons tout d'abord étudié des plantes de maïs (Zea mays) bloquées dans les étapes précoces de la synthèse des caroténoïdes (précurseurs hypothétiques des strigolactones). Les plantes mutées (mutant y9) ou traitées à la fluridone présentent une diminution de leur taux de mycorhization, et ce phénotype a été restauré par l'ajout exogène de GR24, une strigolactone synthétique. Ensuite, l'analyse de mutants de Pois (Pisum sativum) rms1 et rms5, affectés dans le clivage des caroténoïdes (enzymes CCD8 et CCD7, respectivement) par des techniques de spectrométrie de masse a révélé que le Pois sauvage produisait deux strigolactones, l'orobanchyl acétate et une autre strigolactone incomplètement identifiée, mais que les mutants rms1 et rms5 ne produisaient aucune des deux. Les exsudats des mutants étaient aussi moins actifs sur les champignons MA et sur la germination des graines de plantes parasites. De plus, le mutant rms1 était moins mycorhizé et l'application exogène de GR24 permettait de restaurer le taux normal de mycorhization. Ces résultats ont permis de démontrer l'importance des deux enzymes CCD8 et CCD7 dans la synthèse des strigolactones et leur importance pour l'établissement de la symbiose MA. Les mutants rms1 et rms5 (avec des tiges hyper ramifiées) ont permis ces dernières années de révéler l'existence d'une nouvelle hormone végétale (appelée SMS, pour Shoot Multiplication Signal) de structure chimique inconnue et contrôlant la croissance des bourgeons axillaires. En collaboration avec d'autres équipes il a été montré que l'application de GR24 sur les bourgeons axillaires des mutants rms1 et rms5 permettait de restaurer le phénotype sauvage (inhibition de la croissance des bourgeons). Le mutant rms4, bloqué dans la perception du SMS et non dans sa synthèse, produit des strigolactones et est insensible à l'application de GR24. Ces résultats confirment l'intervention des strigolactones comme signal hormonal dans la voie SMS. Ces résultats ont été confirmés chez Arabidopsis avec les mutants max. Nous avons révélé la nature multi signalétique des strigolactones dans trois processus biologiques distincts : la stimulation de la germination des graines des plantes parasites, la mise en place de la symbiose MA et le contrôle hormonal de la croissance des bourgeons axillaires chez les plantes. Ces résultats ouvrent de nombreuses perspectives de recherche fondamentale et appliquée sur l'origine évolutive des strigolactones, leurs mécanismes d'action, leur rôle écologique, et sur leur potentiel d'exploitation agronomique.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Becard, Guillaume
Puech-Pages, Virginie
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Surfaces cellulaires et signalisation chez les végétaux (CNRS), UMR 5546
Mots-clés libres :symbiose mycorhizienne à arbuscules - signalisation - strigolactones - clivage de caroténoïdes - plantes parasites - hormone végétale (SMS) - spectrométrie de masse
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :08 Jul 2009 15:02