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Etude des différents niveaux de régulation du stress oxydatif chez Hevea brasiliensis : implication des micro-ARNs

Gebelin V.. 2012. Montpellier : UM2, 189 p.. Thèse de doctorat -- Biologie intégrative des plantes.

Hevea brasiliensis est cultivé pour le caoutchouc naturel contenu dans le latex. Une exploitation intensive combinée aux stress environnementaux affectent la production de latex. Le Tapping Panel Dryness (TPD), désordre physiologique complexe, est responsable d'une perte annuelle de production de 10 a 40%. Le stress oxydatif, point de départ de la maladie, affecte aussi bien l'écoulement, par la coagulation in situ du latex, que la régénération du contenu cellulaire entre deux saignées. Chez les plantes, la réponse adaptative aux stress abiotiques dépend de la finesse de la régulation de l'expression des gènes. Ce contrôle se fait au niveau transcriptionnel mais également au niveau post-transcriptionnel. Les micro-ARNs jouent un rôle crucial en menant les ARNs messagers cibles à la dégradation ou au blocage de leur traduction. L'objectif de cette thèse est de comprendre et d'identifier les différents niveaux de régulation du stress oxydatif en étudiant l'implication des micro-ARNs dans la régulation des stress abiotiques et du TPD chez l'hévéa. L'isolation et le séquençage haut débit de petits-ARNs a permis l'identification de micro-ARNs d'hévéa. Dans un premier temps, une banque de petits ARNs a été effectuée a partir de vitroplants soumis ou non à des stress abiotiques, à laquelle se sont ajoutées dans un second temps, deux banques fabriquées a partir de latex d'arbres en exploitation atteints ou non par le TPD. L'analyse de la population de petits ARNs montre une diminution de la taille des séquences en réponse a la maladie, la majorité des séquences de petits ARNs de latex étant de 21 nucléotides chez les arbres malades et 24 nucléotides chez les arbres sains. En combinant le pipeline d'analyse bioinformatique LeARN et les données transcriptomiques, soixante huit familles de micro-ARNs conserves entre les espèces et quinze nouvelles familles de micro-ARNs ont été identifiées chez l'hévéa. Les gènes codant pour la voie de biogenèse des micro-ARNs sont présents dans le latex, confirmant leur production dans ce compartiment cellulaire particulier. L'identification des séquences de trente précurseurs de micro-ARNs a permis d'étudier l'expression des gènes MIR en réponse aux stress abiotiques et en réponse a la maladie. Les gènes MIR étudiés sont différentiellement exprimés chez des hévéas immatures en réponse aux stress abiotiques et aux traitements par l'éthylène et le méthyl-jasmonate. L'expression relative des gènes MIR est fortement inhibée par la maladie des 5% de longueur d'encoche sèche à l'exception d'un gène. Les cibles potentielles des 83 familles de micro-ARNs ont été prédites. Ces micro-ARNs sont impliques dans les voies de détoxication, dans les voies de synthèse du caoutchouc naturel, dans les voies de biosynthèse et de signalisation de l'éthylène et du jasmonate. Trois cibles ont été validées expérimentalement dont la CuZnSOD chloroplastique, enzyme importante du système antioxydant. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : rendement des cultures; physiologie végétale; récolte; latex; oxydation; stress; arn; expression des gènes; hevea brasiliensis; régulation physiologique

Thématique : Génétique et amélioration des plantes; Physiologie et biochimie végétales; Troubles divers des plantes

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