Soutenance de thèse Léa Barreda
métabolome spécialisé
plasticité
graines
multi-omique
Brassicacées
stress abiotique
stress biotique
Jeudi 31 octobre 14h00, INRAE, Versailles
Caractérisation de la diversité et plasticité du métabolome spécialisé des graines de Brassicacées
Les métabolites spécialisés (MS) jouent un rôle crucial dans l'interaction des plantes et des graines avec leur environnement. De plus, les modifications des MS contribuent largement à leur(s) diversité et activités. Malgré leur importance pour la qualité des graines, l'étude des effets de l'environnement sur la production et l'accumulation de ces MS a été négligée. Les graines accumulent à la fois des MS bénéfiques et toxiques, qui jouent divers rôles biologiques et écologiques, et sont importants dans la nutrition animale et humaine et pour d’autres usages industriels.
Ainsi, l’étude de la composition et distribution des MS dans les graines sous l'influence de stress environnementaux est d’une importance majeure, particulièrement dans le contexte actuel de changement climatique. Les Brassicacées incluent des espèces modèles et cultivées largement répandues et utilisées à de fins multiples. Leurs graines présentent une grande diversité de composition en MS, ce qui en fait des modèles d’étude intéressants.
Ce projet de thèse visait à caractériser la diversité et la plasticité du métabolome spécialisé des graines de Brassicacées sous l'influence de stress environnementaux, en utilisant des approches multi-omiques, de biologie moléculaire et de génétique inverse.
Dans une première étude, la diversité et la plasticité des MS des graines de plusieurs génotypes de Camelina sativa cultivés en plein champ plusieurs années consécutives ont été évaluées. Les résultats obtenus montrent que l'accumulation des MS des graines de Camelina est plus impactée par les conditions environnementales que par le génotype, et que la plasticité des MS est plus élevée que celle des principaux composés de réserve des graines.
Une deuxième étude avait pour but d’évaluer l'effet de conditions de stress sur les MS pendant le développement de la graine de l’espèce modèle Arabidopsis thaliana. Dans une étude préliminaire, il a été observé que le stress thermique (ST) induit des différences plus marquées dans le métabolome spécialisé des graines que le stress hydrique ou le chlorure de cuivre (induisant un stress oxydatif et mimant les effets de stress biotiques). Ainsi, l'étude s'est focalisée sur l'effet du ST sur le métabolome spécialisé au cours du développement des graines d'arabidopsis en utilisant des analyses multi-omiques (analyses métabolomiques et transcriptomiques). Un large panel de MS et de gènes a été affecté par le ST pendant le développement des graines. Plusieurs glucosinolates (GSL) associés à l’hydroxylase ALKENYL HYDROXALKYL PRODUCING 3 (AOP3) étaient fortement induits par le ST. De plus, divers GSL sinapoylés et benzoylés au niveau du thioglucose ont été décrits pour la première fois. Des analyses métabolomiques et physiologiques ont été réalisées sur plusieurs mutants de la biosynthèse des GSL et le génotype sauvage d’Arabidopsis afin de comprendre la régulation de la synthèse, des modifications et les fonctions de ces GSL acylés au thioglucose. Les résultats obtenus montrent que les enzymes SERINE CARBOXYPEPTIDASE LIKE 17 (SCPL17) et BENZOYLGLUCOSINOLATE 1 (BZO1) sont impliquées dans la sinapoylation et/ou la benzoylation du thioglucose des GSL et que ces GSL acylés sont impliqués dans la réponse au ST chez arabidopsis.
Enfin, des analyses multi-omiques ont été réalisées sur les embryons (E) et téguments et albumens (TA) des graines de C. sativa pendant leur développement et germination. Les données obtenues concernant la distribution des GSL dans les graines de C. sativa, A. thaliana et Brassica napus apportent des informations complémentaires aux travaux précédemment décrits sur les fonctions et activités des GSL. Parmi ces espèces de Brassicacées, les GSL dérivés de la méthionine à courte chaîne (<8C) sont accumulés dans les E tandis que les GSL dérivés de la méthionine à longue chaîne (>7C) sont accumulés dans les TA. Les produits de dégradation des GSL présentent des profils d'accumulation divers entre les trois espèces.
Directeurs de thèse : Massimiliano Corso - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SEEDEV
Co-Directeurs de thèse : Loïc Lepiniec - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SEEDEV et Grégory Mouille - INRAE, IJPB, Versailles, équipe ACCI
Composition du jury :
> Julia Buitink (Rapportrice) – INRAE, IRHS, Angers
> Alain Bouchereau (Rapporteur) - Université de Rennes, INRAE, IGEPP
> Muriel Viaud (Examinatrice) – INRAE, BIOGER, Palaiseau
> Nathalie Guivarc’h (Examinatrice) - Université de Tours, BBV
> Hugues Renault (Examinateur) - CNRS, IBMP, Strasbourg
Pour y assister contact, Massimiliano Corso
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal
Les métabolites spécialisés (MS) jouent un rôle crucial dans l'interaction des plantes et des graines avec leur environnement. De plus, les modifications des MS contribuent largement à leur(s) diversité et activités. Malgré leur importance pour la qualité des graines, l'étude des effets de l'environnement sur la production et l'accumulation de ces MS a été négligée. Les graines accumulent à la fois des MS bénéfiques et toxiques, qui jouent divers rôles biologiques et écologiques, et sont importants dans la nutrition animale et humaine et pour d’autres usages industriels.
Ainsi, l’étude de la composition et distribution des MS dans les graines sous l'influence de stress environnementaux est d’une importance majeure, particulièrement dans le contexte actuel de changement climatique. Les Brassicacées incluent des espèces modèles et cultivées largement répandues et utilisées à de fins multiples. Leurs graines présentent une grande diversité de composition en MS, ce qui en fait des modèles d’étude intéressants.
Ce projet de thèse visait à caractériser la diversité et la plasticité du métabolome spécialisé des graines de Brassicacées sous l'influence de stress environnementaux, en utilisant des approches multi-omiques, de biologie moléculaire et de génétique inverse.
Dans une première étude, la diversité et la plasticité des MS des graines de plusieurs génotypes de Camelina sativa cultivés en plein champ plusieurs années consécutives ont été évaluées. Les résultats obtenus montrent que l'accumulation des MS des graines de Camelina est plus impactée par les conditions environnementales que par le génotype, et que la plasticité des MS est plus élevée que celle des principaux composés de réserve des graines.
Une deuxième étude avait pour but d’évaluer l'effet de conditions de stress sur les MS pendant le développement de la graine de l’espèce modèle Arabidopsis thaliana. Dans une étude préliminaire, il a été observé que le stress thermique (ST) induit des différences plus marquées dans le métabolome spécialisé des graines que le stress hydrique ou le chlorure de cuivre (induisant un stress oxydatif et mimant les effets de stress biotiques). Ainsi, l'étude s'est focalisée sur l'effet du ST sur le métabolome spécialisé au cours du développement des graines d'arabidopsis en utilisant des analyses multi-omiques (analyses métabolomiques et transcriptomiques). Un large panel de MS et de gènes a été affecté par le ST pendant le développement des graines. Plusieurs glucosinolates (GSL) associés à l’hydroxylase ALKENYL HYDROXALKYL PRODUCING 3 (AOP3) étaient fortement induits par le ST. De plus, divers GSL sinapoylés et benzoylés au niveau du thioglucose ont été décrits pour la première fois. Des analyses métabolomiques et physiologiques ont été réalisées sur plusieurs mutants de la biosynthèse des GSL et le génotype sauvage d’Arabidopsis afin de comprendre la régulation de la synthèse, des modifications et les fonctions de ces GSL acylés au thioglucose. Les résultats obtenus montrent que les enzymes SERINE CARBOXYPEPTIDASE LIKE 17 (SCPL17) et BENZOYLGLUCOSINOLATE 1 (BZO1) sont impliquées dans la sinapoylation et/ou la benzoylation du thioglucose des GSL et que ces GSL acylés sont impliqués dans la réponse au ST chez arabidopsis.
Enfin, des analyses multi-omiques ont été réalisées sur les embryons (E) et téguments et albumens (TA) des graines de C. sativa pendant leur développement et germination. Les données obtenues concernant la distribution des GSL dans les graines de C. sativa, A. thaliana et Brassica napus apportent des informations complémentaires aux travaux précédemment décrits sur les fonctions et activités des GSL. Parmi ces espèces de Brassicacées, les GSL dérivés de la méthionine à courte chaîne (<8C) sont accumulés dans les E tandis que les GSL dérivés de la méthionine à longue chaîne (>7C) sont accumulés dans les TA. Les produits de dégradation des GSL présentent des profils d'accumulation divers entre les trois espèces.
Directeurs de thèse : Massimiliano Corso - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SEEDEV
Co-Directeurs de thèse : Loïc Lepiniec - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SEEDEV et Grégory Mouille - INRAE, IJPB, Versailles, équipe ACCI
Composition du jury :
> Julia Buitink (Rapportrice) – INRAE, IRHS, Angers
> Alain Bouchereau (Rapporteur) - Université de Rennes, INRAE, IGEPP
> Muriel Viaud (Examinatrice) – INRAE, BIOGER, Palaiseau
> Nathalie Guivarc’h (Examinatrice) - Université de Tours, BBV
> Hugues Renault (Examinateur) - CNRS, IBMP, Strasbourg
Pour y assister contact, Massimiliano Corso
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal
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