Soutenance de thèse : Pauline Savourat
Hydathode
développement
feuille
guttation
Jeudi 11 décembre à 14h00 - INRAE, Versailles
Des Bases Génétiques et Cellulaires du Développement des Hydathodes à leur Physiologie
Les hydathodes sont des structures spécialisées que l'on trouve chez les plantes vasculaires, connues pour leur rôle dans la guttation, un processus par lequel des gouttelettes dérivées de la sève du xylème sont exsudées des feuilles lorsque la pression exercée par les racines dépasse le taux de transpiration des feuilles. Les hydathodes d'Arabidopsis thaliana sont situés à l'apex et à chaque dent de la feuille. Morphologiquement, ils sont composés de trois éléments majeurs : des trachéides, qui irriguent l'épithème, un tissu spécialisé composé de petites cellules qui permet de remobiliser les nutriments de la sève non utilisés par la feuille, ainsi que des pores constamment ouverts qui ressemblent à de grands stomates. Cet organe connecte l’ensemble du système vasculaire de la plante à l'environnement extérieur, et constitue ainsi une porte d'entrée privilégiée pour les pathogènes vasculaires. Malgré les études morphologiques et physiologiques menées sur ces structures chez différentes espèces, les mécanismes moléculaires et cellulaires permettant leur développement restent peu explorés. Nous démontrons ici, par différentes approches génétiques, de microscopie et transcriptomiques, que la formation des hydathodes se déroule en deux étapes successives : une phase de spécification, suivie d'une phase de division et de différenciation. Nous clarifions le rôle de l'auxine dans ce processus, en montrant que cette hormone, ainsi que les régulateurs moléculaires impliqués dans son accumulation locale (CUP-SHAPED COTYLEDON, CUC ; DORNRÖSHEN-LIKE, DRNL ; STYLISH, STY et YUCCA, YUC), sont essentiels pour la spécification des hydathodes. Nous montrons par ailleurs que le développement de l'hydathode peut être découplé de la formation de la dent. Après spécification, le développement de l’hydathode repose sur le maintien de la division cellulaire et la répression de l'endoréduplication dans l'épithème, une étape régulée par la cytokinine et l'auxine. Au contraire, le développement des pores d’hydathode pourrait être le résultat d’une phase proliférative plus courte. Cette étude a fourni des outils génétiques pour étudier l'impact des hydathodes sur la physiologie des plantes, et nous démontrons avec ces outils que les hydathodes sont nécessaires à la gestion de l'eau dans la feuille. L’ensemble de ce travail propose un modèle du développement de l’hydathode et de l’acquisition de ses fonctions.
Directeur de thèse : Patrick Laufs, équipe "Facteurs de Transcription et Architecture" FTA, INRAE, IJPB, Versailles
Composition du jury
> Soazig Guyomarc'h (Rapportrice) - Université de Montpellier, DIADE, CERES
> Yohan Coudert, (Rapporteur) - CNRS, ENS Lyon, RDP, SIGNAL, Lyon
> Marie Monniaux (Examinatrice) - CNRS, Université de Lille, EEP, Villeneuve d’Ascq
> Anja Krieger-Liszkay (Examinatrice) - CNRS, Université Paris-Saclay, I2BC, Photobiology, Photosynthesis, Photocatalysis, Gif-sur-Yvette
> Hannes Kollist (Examinateur) - INRAE, IPS2, STRESS ,Gif-sur-Yvette
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.
Les hydathodes sont des structures spécialisées que l'on trouve chez les plantes vasculaires, connues pour leur rôle dans la guttation, un processus par lequel des gouttelettes dérivées de la sève du xylème sont exsudées des feuilles lorsque la pression exercée par les racines dépasse le taux de transpiration des feuilles. Les hydathodes d'Arabidopsis thaliana sont situés à l'apex et à chaque dent de la feuille. Morphologiquement, ils sont composés de trois éléments majeurs : des trachéides, qui irriguent l'épithème, un tissu spécialisé composé de petites cellules qui permet de remobiliser les nutriments de la sève non utilisés par la feuille, ainsi que des pores constamment ouverts qui ressemblent à de grands stomates. Cet organe connecte l’ensemble du système vasculaire de la plante à l'environnement extérieur, et constitue ainsi une porte d'entrée privilégiée pour les pathogènes vasculaires. Malgré les études morphologiques et physiologiques menées sur ces structures chez différentes espèces, les mécanismes moléculaires et cellulaires permettant leur développement restent peu explorés. Nous démontrons ici, par différentes approches génétiques, de microscopie et transcriptomiques, que la formation des hydathodes se déroule en deux étapes successives : une phase de spécification, suivie d'une phase de division et de différenciation. Nous clarifions le rôle de l'auxine dans ce processus, en montrant que cette hormone, ainsi que les régulateurs moléculaires impliqués dans son accumulation locale (CUP-SHAPED COTYLEDON, CUC ; DORNRÖSHEN-LIKE, DRNL ; STYLISH, STY et YUCCA, YUC), sont essentiels pour la spécification des hydathodes. Nous montrons par ailleurs que le développement de l'hydathode peut être découplé de la formation de la dent. Après spécification, le développement de l’hydathode repose sur le maintien de la division cellulaire et la répression de l'endoréduplication dans l'épithème, une étape régulée par la cytokinine et l'auxine. Au contraire, le développement des pores d’hydathode pourrait être le résultat d’une phase proliférative plus courte. Cette étude a fourni des outils génétiques pour étudier l'impact des hydathodes sur la physiologie des plantes, et nous démontrons avec ces outils que les hydathodes sont nécessaires à la gestion de l'eau dans la feuille. L’ensemble de ce travail propose un modèle du développement de l’hydathode et de l’acquisition de ses fonctions.
Directeur de thèse : Patrick Laufs, équipe "Facteurs de Transcription et Architecture" FTA, INRAE, IJPB, Versailles
Composition du jury
> Soazig Guyomarc'h (Rapportrice) - Université de Montpellier, DIADE, CERES
> Yohan Coudert, (Rapporteur) - CNRS, ENS Lyon, RDP, SIGNAL, Lyon
> Marie Monniaux (Examinatrice) - CNRS, Université de Lille, EEP, Villeneuve d’Ascq
> Anja Krieger-Liszkay (Examinatrice) - CNRS, Université Paris-Saclay, I2BC, Photobiology, Photosynthesis, Photocatalysis, Gif-sur-Yvette
> Hannes Kollist (Examinateur) - INRAE, IPS2, STRESS ,Gif-sur-Yvette
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.
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