Plasticité moléculaire de deux écotypes de pin maritime soumis à un stress osmotique - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2006

Molecular plasticity of two maritime pine ecotypes under osmotic stress

Plasticité moléculaire de deux écotypes de pin maritime soumis à un stress osmotique

Philippe Chaumeil
  • Function : Author
  • PersonId : 780206
  • IdRef : 103665900

Abstract

Among abiotic stresses, water deficit is probably the most severe limiting factor of plant growth and development. In South-Western France climatologists predict a significant increase of temperature combined with lower rainfall during the growing period for the next century. Such modifications will place forest trees in the presence of new and sudden environmental constraints. It is therefore essential to know if these organisms will be able to face such climatic changes. In other words, if plantation of improved varieties will maintain the present level of productivity with lower water availability as well as sustain severe drought episodes. The capacity of these organisms to adapt to such perturbations will depend on both their phenotypic plasticity and their genetic diversity. In the frame of this thesis, we studied molecular plasticity of maritime pine seedlings grown in hydroponics and exposed to osmotic stress using polyethylene glycol as osmoticum. A factorial design crossing two ecotypes (France & Morocco) by different levels of stress (short & long term) was used to study the transcriptomic and proteomic responses of the root system. Our investigations focused on accumulation of 7,000 transcripts and 1,200 proteins. Statistical analysis revealed differentially expressed genes according to ecotype and condition effects. More interesting was genes whose molecular plasticity was genetically controlled, revealing ecotype dependent strategy to response to the imposed stresses. The adaptive significance of these genes could be confirmed by analysing their patterns of nucleotidic diversity with the main objective of detecting molecular signature of natural selection.
L'alimentation en eau constitue le principal facteur limitant la croissance, voire la survie des plantes. Les modèles climatiques prévoient pour les 50 à 100 années à venir une baisse des précipitations et des températures estivales accrues dans la moitié sud de la France. La durée de vie d'une forêt de pin maritime, de sa plantation jusqu'à la coupe d'exploitation est justement de 50 ans. Il est donc important de savoir si ces organismes pourront faire face à ces brusques changements climatiques ; en d'autres termes si les variétés améliorées plantées aujourd'hui pourront maintenir le niveau actuel de productivité dans un milieu plus pauvre en eau, et tolérer des épisodes de sécheresse intense. La capacité de ces organismes à faire face à ces perturbations brutales dépendra à la fois de leur plasticité phénotypique et de leur diversité génétique. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié la plasticité moléculaire du système racinaire de jeunes plants de pin maritime élevés en milieu hydroponique et soumis à un stress osmotique par ajout de polyéthylène glycol. Un plan factoriel croisant deux écotypes (France et Maroc) par cinq niveaux de stress a permis d'analyser les réponses du transcriptome et du protéome à court et long terme. Nos investigations ont porté sur l'accumulation des transcrits de 7000 gènes et de 1200 protéines. L'analyse statistique des données a permis d'identifier des gènes dont la plasticité moléculaire est génétiquement contrôlée, révélant des stratégies de réponse différentes de chaque écotype. La valeur adaptative de ces gènes pourra alors être confirmée par l'interprétation des patrons de diversité nucléotidique de ces gènes candidats.
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Dates and versions

tel-01748169 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01748169 , version 1

Cite

Philippe Chaumeil. Plasticité moléculaire de deux écotypes de pin maritime soumis à un stress osmotique. Biologie végétale. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10016⟩. ⟨tel-01748169⟩
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