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Viudes, Sébastien. Variabilité naturelle des mucilages des graines de Brassicaceae : étude comparative inter et intra espèces

Viudes, Sébastien (2021). Variabilité naturelle des mucilages des graines de Brassicaceae : étude comparative inter et intra espèces.

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Résumé en francais

La myxospermie et la myxocarpie (regroupées sous le terme myxodiasporie) désignent respectivement la capacité d'une graine ou d'un fruit à extruder du mucilage polysaccharidique lors de l'imbibition. Les espèces myxodiasporiques sont largement répandues parmi les plantes à fleurs, mais sont souvent étroitement apparentées aux espèces non myxodiasporiques. Cette répartition rend mystérieuse l'histoire évolutive de la myxodiasporie : Est-ce un trait ancestral qui s'est perdu plusieurs fois chez les espèces non myxodiasporiques? Ou est-ce une fonctionnalité qui est apparue plusieurs fois indépendamment chez les espèces myxodiasporiques? De plus, les rôles écologiques de la myxodiasporie sont très divers et semblent dépendre de l'espèce. La génétique contrôlant cette caractéristique est encore inégalement connue, en dehors de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana. En effet, cette plante modèle est une Brassicaceae myxospermique qui a été bien caractérisée pour la morphologie, le développement, la composition et la génétique de son mucilage de graine et de ses cellules sécrétrices de mucilage (CSM). Cette thèse met en lumière l'évolution, la génétique et l'écologie de la myxospermie dans la famille des Brassicaceae au niveau inter- et intra-espèce. Au niveau inter-espèces, les graines et leurs cellules épidermiques d'une trentaine d'espèces de Brassicaceae ont été comparées à celles d'A. thaliana pour étudier l'évolution de la myxospermie dans cette famille. Chaque espèce de Brassicaceae a été soigneusement phénotypée à l'échelle macroscopique (graine entière) et microscopique (CSM) avant et après imbibition. De plus, les orthologues de chaque gène d'A. thaliana connus pour être impliqués dans la myxospermie ont été recherchés dans les génomes disponibles des espèces étudiées. La disponibilité de données transcriptomiques pour quelques espèces ont permis d'approfondir l'étude de ces gènes orthologues. Dans la famille des Brassicaceae, une grande diversité de structures de mucilages a été observée à des niveaux macro et même microscopiques. D'après les données morphologiques, il semble y avoir une origine ancestrale du mucilage chez les Brassicaceae, mais elle est très différente de celle d'A. thaliana. Malgré les morphologies contrastées observées, les acteurs génétiques candidats n'étaient pas corrélés avec le phénotype. Une grande majorité des gènes orthologues de ceux impliqués dans la myxospermie d'A. thaliana étaient présents et partiellement exprimés même pour les espèces non myxospermiques. Au niveau intra-espèce, 166 populations naturelles d'A. thaliana ont été analysées pour leur taille de mucilage adhérent et non adhérent. Ces populations sont originaires d'une région du sud de la France et possèdent des données génétiques (fréquences des polymorphismes mono-nucléotidiques (SNP)) et environnementales associées. L'association de leur phénotype de mucilage aux fréquences des SNP a permis de mettre en évidence de nouveaux gènes candidats prometteurs impliqués dans les deux couches du mucilage d'A. thaliana. De plus, des corrélations intéressantes avec les données environnementales orientent vers de nouveaux rôles écologiques putatifs à découvrir pour le mucilage d'A. thaliana.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dunand, Christophe
Burlat, Vincent
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), UMR 5546
Mots-clés libres :Arabidopsis thaliana - Brassicaceae - Mucilage des graines - Myxospermie - Cellules sécrétrices de mucilage (CSM) - Evolution - Gènes orthologues - Etude d'association a l'échelle du génome (GWAS) - Rôle écologique
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :02 Mar 2022 12:36