Etude des étapes précoces de la mécanoperception chez le peuplier : approches biomécanique et moléculaire - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Study of the first stages of mecanoperception in poplar : biomechanical and molecular approaches

Etude des étapes précoces de la mécanoperception chez le peuplier : approches biomécanique et moléculaire

Résumé

During their growth, plants are continuously subjected to numerous internal and external mechanical stimuli. In order to grow in these conditions, plants need to perceive and acclimate their growth to these mechanical loadings. To better characterize such process, the quantification of both mechanical signal and physiological responses to a single loading was necessary. In tomato, an integrative biomechanical model of mechanosensing was available. It assumes that each little piece of tissue generates a little signal proportional to the perceived strain and that these signals sum up to trigger the plant response. However, these hypotheses remained to be tested with local responses and in other species. The first aim of this interdisciplinary work was to check the validity of this model in poplar (Populus tremula x alba) on two local responses: the diameter growth and the expression level of a primary mechanosensitive transcription factor gene, PtaZFP2. Using an original experimental bending device enabling to control the level of applied strain and to monitor diameter growth continuously, we demonstrated that a single stem bending induced rapidly the relative abundance of PtaZFP2 and increased the stem diameter growth for 4.8 ± 2.7 days. Both local responses were shown to be linearly correlated to the sum of applied strains. The hypotheses of the "sum-of-strains" model of mechanosensing were thus validated on different responses and plant species. The effect of low frequency of bending (<10-5Hz) was tested on gene expression and diameter growth response. The results indicate that plants acclimate rapidly to mechanical loadings and that a desensitisation period of few days occurred after a single bending. To understand the biological role of PtaZFP2, transgenic poplars overexpressing PtaZFP2 were produced. These plants show about 10% inhibition of their longitudinal growth.
Pour se développer en conditions naturelles, les végétaux doivent percevoir les sollicitations mécaniques qu'ils subissent et acclimater leur croissance. Au cours de ce travail, nous avons cherché à valider un modèle intégratif de la mécanoperception, chez le peuplier. Nous avons montré que l'application d'une flexion induit une expression rapide et transitoire de gène PtaZPF2, ainsi qu'une augmentation de la croissance en diamètre des tiges pendant plusieurs jours au niveau de la zone fléchie. La mise en évidence d'une corrélation linéaire entre les sommes de déformations appliquées et ces deux réponses locales a permis de valider le modèle " somme des déformations". Nous avons également démontré que l'application de fréquences de sollicitation faibles induit une acclimatation rapide des plantes et qu'il existe une période de désensibilisation. Enfin, des peupliers surexprimant PtaZFP2 ont été produits. Ces derniers présentent une inhibition de croissance longitudinale.
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Dates et versions

tel-00725532 , version 1 (27-08-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00725532 , version 1

Citer

Ludovic Martin. Etude des étapes précoces de la mécanoperception chez le peuplier : approches biomécanique et moléculaire. Biologie végétale. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II; Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I, 2009. Français. ⟨NNT : 2009CLF21931⟩. ⟨tel-00725532⟩
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