Analyse de mutants d'Arabidopsis thaliana affectés dans la tolérance au déficit hydrique

• Main Author: Plessis, Anne
• Published: AgroParisTech 2008
• Subjects: [SDV] Life Sciences; Arabidopsis; Acide abscissique; Déficit hydrique; Aba; Mutants; Cartographie
• Online Access: http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004813; http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/50/10/92/PDF/thesecorrigee1.pdf

L'acide abscissique (ABA) est une hormone cruciale pour la tolérance des plantes au déficit hydrique. Son accumulation induit rapidement à la fois la fermeture stomatique qui limite les pertes en eau et l'expression de gènes qui participent à des processus de protection et détoxification des cellules. La thermographie infrarouge permet d'observer en temps réel la différence de température entre des plantes « froides » aux stomates ouverts et des plantes « chaudes » aux stomates fermés. Afin d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans la réponse au déficit hydrique, cette technique a été utilisée pour rechercher des suppresseurs « chauds » de la mutation de déficience en ABA aba3-1 chez Arabidopsis thaliana. Quatre mutants suppresseurs « chauds » récessifs, nommés has aba3-1 (hot ABA-deficient suppressors), plus résistants qu'aba3-1 à une déshydratation progressive ont été isolés et étudiés. Leur meilleure tolérance au stress hydrique n'est pas due à une accumulation accrue d'ABA. Des analyses phénotypiques et transcriptomiques ont été effectuées, notamment pour étudier leur réponse à différents types de stress hydrique, à un stress biotique et leur sensibilité à l'ABA dans plusieurs tissus. Les mutations has ont été sélectionnées en l'absence de la mutation aba3-1 et certains phénotypes ont été étudiés dans ce fond sauvage. La mutation has1 semble complexe, entraînant la disruption d'un gène codant pour une hélicase à ARN putative dont la mutation n'est pas seule responsable de tous les phénotypes de has1 aba3-1. La mutation has2 diminue la perte en eau pendant une déshydratation rapide ou progressive, en contexte aba3-1 ou sauvage. Son analyse transcriptomique a montré que le niveau d'expression de l'ensemble des gènes était proche du sauvage en accord avec la suppression de la sensibilité au déficit hydrique. La mutation has3 semble induire une hypersensibilité à l'ABA au niveau des stomates et de la graine. Enfin, le suppresseur has4 aba3-1 est affecté dans la sensibilité à l'ABA pour tous les tissus testés et montre les phénotypes stomatiques les plus marqués des quatre suppresseurs, qui semblent conservés chez has4. Ces observations ont conduit à cartographier en priorité ce locus. L'étude des 32 gènes de son intervalle de cartographie est bien avancée et devrait prochainement permettre d'identifier lequel est muté. La cartographie des loci has2 et has3 a réduit la région contenant ces mutations à des zones d'environ 0,5 et 1 Mb respectivement. Les quatre loci has sont distincts et leurs régions de cartographie ne contiennent pas de gènes déjà étudiés dont la mutation correspondrait à leur phénotype. Ce projet devrait donc conduire à l'identification d'au moins trois nouveaux gènes intervenant dans la tolérance au dèficit hydrique.