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Bases écophysiologiques et génétiques de la plasticité de la croissance foliaire en réponse à une contrainte hydrique édaphique chez Arabidopsis thaliana
Archive ouverte
Edité par CCSD -
L'étude de la réponse des végétaux à la contrainte hydrique et la recherche de génotypes productifs en situation hydrique sub-optimale sont des domaines majeurs de recherche en agronomie. L'objectif de ce travail de thèse était d'analyser les modifications morphologiques du système foliaire induites par un déficit hydrique et d'en identifier les bases génétiques. Une population de lignée recombinantes (RILs) de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana issue du croisement entre les accessions Ler et An-1 a été cultivée dans différentes conditions de teneurs en eau du sol. Ce matériel végétal a permis de rechercher des QTLs (Quantitative Trait Loci) qui contrôlent la variation quantitative des variables étudiées, et de bénéficier de facilités de création et d'accession à de nouveaux génotypes pour valider certains QTLs. Dans le premier chapitre de cette thèse, le système foliaire a été quantifié par des variables à différentes échelles, de la plante entière au niveau cellulaire, qui rendaient compte de son importante variation dans la population en condition hydrique non limitante. L'analyse génétique combinée à de la modélisation statistique a permis de mettre en évidence des relations entre les processus de production et d'expansion de feuilles via un contrôle du développement cellulaire par la phénologie. Le gène ERECTA serait impliqué dans ce contrôle et dans le deuxième chapitre, une étude approfondie a été menée sur des mutants erecta pour mettre en évidence le rôle de ce gène dans la mise en place du nombre et de la taille des cellules dans la feuille. Dans un troisième chapitre, l'étude s'est poursuivie par l'analyse de la réponse au déficit hydrique des variables foliaires aux différentes échelles. Dans la population étudiée, une combinaison spécifique de deux QTLs, en interaction épistatique, conférait un maintien de la surface foliaire en déficit hydrique. Ce maintien était lié à des ajustements dans la dynamique de production de feuilles. Cette interaction a été validée dans une HIF (Heterogeneous Inbred Family) dérivée de croisements entre RILs. Deux autres QTLs conféraient un maintien de la surface foliaire en stress hydrique mais uniquement parce qu'ils conféraient une limitation d'expansion en condition bien irriguée. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons pu identifier des QTLs spécifiques de la réponse de l'expansion foliaire au stress hydrique (indépendants de la production de feuilles). Ceci a été possible en cultivant la population de lignées recombinantes à une photopériode plus longue, pour limiter la variation du nombre de feuilles, et en calculant un indice d'expansion, variable permettant de caractériser l'expansion d'une feuille sans les effets induits du nombre de feuilles de la plante. Au delà des QTLs identifiés et validés dans ce travail, qui peuvent avoir un intérêt par la suite, cette étude a permis de mettre en évidence par une approche originale des relations fonctionnelles entre les variables du développement foliaire et des voies permettant de maintenir l'expansion des feuilles en stress hydrique
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