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Study of natural variation for nitrogen and sulfur use efficiency in Arabidopsis thaliana. Etude de la variabilité naturelle dans l’efficacité d’utilisation du soufre et de l’azote chez Arabidopsis thaliana
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Edité par CCSD -
Aujourd’hui, la recherche dans le domaine de l’agriculture se concentre sur l’amélioration des plantes dans le but de conserver ou d’augmenter leur productivité dans un environnement en perpétuels changements. L’efficacité d’utilisation de l’azote (NuUE) est de fait un sujet de recherche privilégié en agriculture. Le sujet de ce travail de thèse est ainsi de comprendre les mécanismes naturels de la NuUE chez Arabidopsis thaliana. La variabilité naturelle d’Arabidopsis a constitué le lien commun entre les différentes approches employées dans ce travail, avec le but particulier de mieux comprendre la complexité de la réponse des plantes à une large gamme de stress azotés, mais aussi de comprendre l’interaction des stress soufrés et azotés et enfin de déterminer la connexion existant entre la disponibilité en azote et la sénescence foliaire. Une carence en azote amène à une diminution de la biomasse de la plante et affecte certains traits morphologiques. Le même phénomène est observé avec l’utilisation de concentrations élevées en azote, avec un effet probablement toxique. Selon la concentration en azote présente dans l’environnement, les pools de métabolites des plantes sont modifiés, montrant ainsi que la capacité à utiliser avantageusement des concentrations élevées en azote est une caractéristique dépendante du génotype. Cela ouvre ainsi des perspectives d’amélioration pour la sélection de plantes avec une meilleure NuUE. Dans ce travail de thèse, pour la première fois, un modèle génétique et physiologique décrivant la réponse aux perturbations azotées a été présenté chez Arabidopsis. Il a été déterminé que les métabolites du système racinaire ont un impact majeur sur la biomasse des feuilles, davantage encore que les caractères métaboliques intrinsèques aux feuilles. Cela souligne l’importance de la sélection de plantes avec un système racinaire développé et efficace pour l’assimilation de nutriments. De plus, il a été montré qu’une limitation ou une carence en soufre provoque une modification dans le pool des métabolites soufrés et que la concentration en azote influence directement le métabolisme soufré. Enfin, grâce à la production de plusieurs lignées qui surexpriment des gènes d’un QTL (Quantitative Trait Locus) de sénescence liée à l’azote, il semblerait qu’un phénomène de développement de racines secondaires en réponse à la carence azotée soit à la base du phénotype de sénescence précoce étudié.
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