La recombinaison méiotique initiée en prophase I de méiose génère soit des crossing-over (COs), qui sont des échanges réciproques entre segments chromosomiques, ou des conversions géniques non associées aux COs (NCOs). Les deux types d'événements se produisent dans de petites régions (moins de 10 kilobases) appelées points chauds, qui sont distribuées de manière non homogène le long des chromosomes. L'objectif de ma thèse était la caractérisation d'un point chaud de recombinaison méiotique (nommée 14a) chez Arabidopsis thaliana (i) dans différentes accessions (ii) dans le mutant msh4, un gène impliqué dans la formation des COs. Dans les deux hybrides ColxLer et ColxWs (i) 14a a un taux très élevé de COs 0,85% et 0,49%, respectivement (ii) Les COs sont regroupés dans deux petites régions de quelques kilobases, 14a1 et 14a2 avec une distribution de type gaussienne observée aux points chauds décrits dans d'autres espèces (iii) 14a1 est aussi un point chaud de NCO avec un taux aussi élevé que celui des COs (0,5%) dans ColxLer (iv) un biais de l'initiation de recombinaison a été trouvé dans 14a1 aussi bien pour les COs que les NCOs dans le fond génétique ColxLer.Une réduction de la fréquence de CO a été observée dans le mutant msh4 dans le fond génétique ColxLer à 14a1 et 14a2 (6,4% et 18,7% par rapport au sauvage). Cela confirme le rôle précédemment connu de la protéine MSH4 impliqué dans la formation de CO. La fréquence de NCO à 14a1 est similaire à celle observéedans le fond sauvage. Le rôle des H3K4 histones trimethyltransferase d'Arabidopsis dans la recombinaison méiotique (comme précédemment observé comme Set1 chez S. cerevisiae ou PRDM9 chez les mammifères) a également été étudiée. Aucun des dix gènes d'histones méthyltransférase étudié n'a montré de rôle dans la méiose. Cela pourrait être dû à (i) une forte redondance de la fonction entre les protéines (ii) une autre histone méthyltransférase en charge de l'étiquetage des points chauds de recombinaison méiotique (plus de 29 putatif histone méthyltransférase ont été identifiés dans le génome d'Arabidopsis!) (iii) contrairement à S. cerevisiae, les souris et l'homme, un autre mécanisme de contrôle épigénétique de la recombinaison méiotique.

Les bactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR) peuvent améliorer la performance et la tolérance des plantes lors de stress environnementaux. Arabidopsis thaliana est un modèle de choix pour étudier les mécanismes impliqués dans les interactions plante-bactéries. Nous avons analysé de multiples traits associés à la dynamique de croissance, au développement et la physiologie des végétaux afin d'évaluer les effets de l'inoculation par Phyllobacterium brassicacearum STM196, une PGPR isolée de la rhizosphère du colza, sur les réponses d'A. thaliana à des stress hydriques de différentes intensités. Grâce à des outils performants de phénotypage, nous avons développé une nouvelle approche d'analyse à haut-débit pour examiner l'implication de STM196 dans les stratégies de résistance des plantes au stress hydrique. Nos résultats montrent pour la première fois que les PGPR peuvent interférer dans les stratégies d'échappement des plantes grâce à des modifications de la croissance et du temps de floraison. De plus, STM196 induit une meilleure résistance au déficit hydrique modéré et une meilleure tolérance à la déshydratation sous une contrainte hydrique sévère. L'inoculation par STM196 peut ainsi représenter une valeur ajoutée aux stratégies de résistance intrinsèques aux plantes, ce qui est illustrée par sa remarquable capacité à promouvoir la survie et la production de biomasse végétale dans des environnements contrastés. Nos résultats soulignent l'importance des interactions plantes-bactéries dans les réponses des plantes à la sécheresse et offrent de nouvelles voies de recherches pour l'amélioration de la résistance à la sécheresse dans les cultures.

Thèse (M.Sc)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. 75-86. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les polérovirus infectent une large gamme de plantes d’intérêt économique. Ils sont transmis par un insecte vecteur, le puceron, selon le mode circulant non-multipliant. Le virus, acquis par le puceron lors de l’ingestion de sève sur une plante infectée, traverse l’épithélium des cellules intestinales puis celui des glandes salivaires par un mécanisme de transcytose impliquant des récepteurs encore inconnus. Le récepteur de l’éphrine (Eph) est une protéine membranaire dont un domaine est capable de se lier dans la levure aux protéines structurales des polérovirus. En développant des techniques basées sur l’ARN interférence, nous avons montré que l’acquisition orale d’ARN double brin ciblant Eph chez le puceron Myzus persicae permet de réduire de manière reproductible l’internalisation des polérovirus dans le corps du puceron. Les pucerons ainsi traités transmettent le virus avec une efficacité réduite. Eph pourrait donc assurer la fonction de récepteur des polérovirus chez M. persicae. / Poleroviruses infect a wide range of economically important plants. They are transmitted in a circulative and non-propagative mode by an insect vector, the aphid. The virus particles are acquired by aphids when ingesting the sap from an infected plant and cross successively the epithelia of the midgut and the salivary gland cells by a transcytosis mechanism that relies on the presence of unknown receptors.The ephrin receptor (Eph) is a membrane protein which contains a domain able to bind in yeast to the structural proteins of poleroviruses. By developing methods based on RNA interference, we have shown that oral acquisition of double-stranded RNA targeting Eph in the aphid Myzus persicae can reproducibly reduce polerovirus internalization into the aphid's body. Such treated aphids transmit the virus to plants with a lower efficiency. Eph could therefore function as a receptor for poleroviruses in M. persicae.

No description available.

Des études chez les animaux ont montré que ZRF1 a une fonction lectrice au niveau de H2Aub1 dans la dérépression de gènes réprimés par polycomb. Deux gènes homologues au gène humain ZRF1 ont été identifiés dans le génome d'Arabidopsis, et ont par la suite été appelés AtZRF1 a etAtZRF1 b. La caractérisation fonctionnelle de ces gènes n'a pas encore été rapportée. Ma première objective était d'obtenir des connaissances générales sur AtZRF1 a et AtZRF1 b. Tous les deux sont exprimés dans des plantes d'Arabidopsis et la protéine AtZRF1 b est localisée dans le noyau et dans le cytoplasme. En plus, nous avons trouvé que la protéine AtZRF1 b lie H2Aub1 avec les mêmes caractéristiques que la protéine ZRF1 humaine. J'ai utilisé les outils génétiques puissants disponibles pour Arabidopsis pour étudier la fonction d'AtZRF1 a et AtZRF1 b. Plusieurs lignées d'insertion de T-DNA indépendantes ont été identifiées. A cause d'une rédondance fonctionelle,des mutants simples n'ont pas de défauts de développement évidents. C'est pourquoi j'ai étudié un mutant double qui montrent une perte de fonction pour les deux gènes AtZRF1 a et AtZRF1 b. Ce double mutant révèle des rôles importants pour ces gènes dans la croissance et le développement,qui vont de la prolifération cellulaire et la différenciation jusqu'au contrôle du temps de floraison. J'ai ensuite étudié les rôles d'AtZRF1 a et AtZRF1 b dans la régulation de la transcription et j'ai constaté que AtZRF1 a et AtZRF1 b ont une fonction similaire a PRC1. Finalement, j'ai étudié les niveaux de H3K4me3, H3K27me3 et H2Aub1 dans la chromatine de certains gènes dont l'expression est perturbée dans les doubles mutants. Les résultats montrent que la déubiquitination de H2Aubi1 n'est pas un événement majeur dans la régulation de la transcription chez Arabidopsis. / Studies in animais show that ZRF1 can read the histone H2AK119ub1 modification in the derepression of polycomb-repressed genes. Two homologs of human ZRF1 have been identified in the Arabidopsis genome, and here in after are named AtZRF1 a and AtZRF1 b. So far, their functional characterization had not been reported. My first objective was to acquire basic knowledge about AtZRF1 a and AtZRF1 b. Both are broadly expressed in Arabidopsis plants and the AtZRF1 b protein is localized in the nucleus and thecytoplasm. Moreover, we found that AtZRF1 b binds H2Aub1 with characteristics similar to those previously reported for the human ZRF1 protein. I subsequently used the powerful genetic tools available in Arabidopsis to investigate the AtZRF1 a and AtZRF1b function. Several independent T-DNA insertion Arabidopsis mutant lines were identified. Because of functional redundancy, single mutants have no obvious developmental defects. I therefore focused on double mutants displaying loss of function of both AtZRF1a and AtZRF1 b. The study of a double mutant revealed important roles for these genes in plant growth and development ranging from cell proliferation and differentiation to flowering time control.I then investigated the roles of AtZRF1 a and AtZRF1 b in gene transcription regulation and found that AtZRF1a and AtZRF1 b function in a way that is partially similar to PRC1 function. Lastly, I investigated H3K4me3, H3K27me3 and H2Aub1 levels in the chromatin regions of some expression-perturbed genes in double mutants. The results show that ZRF1-mediated deubiquitination of H2Aub1 is not a major event in transcription regulation in Arabidopsis.

Les microorganismes occupent une place centrale dans la diversité du vivant et les processus écosystémiques, notamment dans le sol où ils sont en interaction avec les plantes. Cette thèse vise à caractériser l'influence respective des plantes et du contexte abiotique dans la distribution spatiale des microorganismes. Le travail s'appuie sur un modèle simplifié de la biologie des sols, les plantes en coussins des falaises de haute montagne. Nous avons suivi une seule espèce aux morphotypes variés, Silene acaulis, une espèce ingénieure de l'écosystème dont la croissance mène à la création d'un sol de novo. L'échantillonnage comprend le prélèvement de sol de plante et de sol extérieur comme témoin, pour des coussins distribués le long de gradients altitudinaux et géologiques. Des méthodes moléculaires ont été utilisées pour décrire la diversité microbienne et le génotypage des coussins.Les coussins structurent la beta diversité bactérienne et fongique à l'échelle régionale en agissant comme un tampon à échelle locale sur les effets de la roche mère et de l'altitude en homogénéisant le pH et par un apport de nutriments. Cet effet ingénieur est d'autant plus fort que la contrainte abiotique augmente et varie selon le génotype des coussins. La beta diversité bactérienne diffère de la beta diversité fongique. Alors que les communautés bactériennes sont sensibles au pH du sol et convergent sous les coussins, les communautés fongiques sont corrélées à la génétique des coussins, particulièrement les clades aux modes de vie biotrophes/pathogènes. Ce travail montre que les plantes sont un filtre biotique majeur de la biogéographie microbienne. / Microorganisms are key component of Hearth biodiversity and ecosystem processes, especially in soils where they interact with plants. The objectives of the PhD was to caracterize the plant and abiotic respective influence on microbial spatial distribution. The work was based on a simplified soil biology model, the alpine cushion plants. We choose one species composed of variable morphotype, Silene acaulis,can ecosystem engineer species that creates de novo soil through growth. Sampling design includes soil within cushions and outside, spanning altitudinal and geological gradients. Molecular approachs were used to describe diversity and to genotype cushions.Cushions structures bacterial and fungal regional beta diversity through a local buffering of the influence of abiotic context, homogeneizing soil pH and by nutrient supply. This engineering effect increased in stressful conditions and varied according to plant genotype. Betadiversity differed between bacteria and fungi. Bacterial communities are mainly influenced by pH and converge within cushions while fungal communities correlate to cushion genetic, especially plant-associated biotrophs fungal clades. This work shows that plants act as a major biotic filter on microbial biogeography.

La culture de l’aubergine est confrontée au flétrissement bactérien, maladie causée par le complexe d’espèces Ralstonia solanacearum. La résistance variétale est la méthode la plus efficace pour contrôler cette maladie. Un QTL majeur (ERs1) a précédemment été cartographié dans une population de lignées recombinantes (RIL) issue du croisement aubergine sensible (S) MM738 × aubergine résistante (R) AG91-25. Initialement, ERs1 a été détecté avec 3 souches du phylotype I, alors qu’il est contourné par la souche PSS4 de ce même phylotype. Les objectifs de cette thèse étaient (i) de préciser la position d’ERs1 et de définir son spectre d’action, (ii) d’identifier d’autres QTLs contrôlant les souches virulentes sur AG91-25, et (iii) d’introgresser certains de ces QTLs dans des cultivars S. Pour cela, 2 populations d'haploïdes doublés (HD), MM152 (R) × MM738 (S) et EG203 (R) × MM738 (S), ont été créées. La population RIL a été phénotypée avec 4 souches supplémentaires appartenant aux phylotypes I, IIA, IIB et III, tandis que les populations HD l’ont été avec les souches virulentes PSS4 et R3598. Les analyses de cartographie génétique ont confirmé l’existence d’ERs1 (renommé EBWR9), défini sa position sur le chromosome (chr) 9 et validé son contrôle spécifique de 3 souches du phylotype I. EBWR2 et EBWR14, 2 autres QTLs à large spectre, ont été détectés sur les chr 2 et 5. Les analyses QTL ont mis en évidence un système de résistance de type polygénique chez EG203. Le transfert de la résistance dans 2 cultivars locaux a été initié et a permis l’introgression d’EBWR9 et d’EBWR2. Ces résultats ouvrent des perspectives quant à la création de variétés à large spectre de résistance. / Eggplant cultivation is confronted by the bacterial wilt disease caused by the Ralstonia solanacearum species complex. Breeding resistant cultivars is the most effective strategy to control the disease but is limited by the pathogen’s extensive genetic diversity. A major QTL (ERs1) was previously mapped in a recombinant inbred lines (RIL) population from the cross of susceptible (S) MM738 × resistant (R) AG91-25 lines. ERs1 was originally found to control 3 strains from phylotype I, while being ineffective against the strain PSS4 from the same phylotype. The objectives of this thesis was to (i) clarify the position of ERs1 and define its spectrum of action, (ii) found other QTLs, promptly to control virulent strains on AG91-25 and (iii) introgress some of the QTLs into two S cultivars. For this purpose, the new doubled haploid (DH) populations MM152 (R) × MM738 (S) and EG203 (R) × MM738 (S) were created. The RIL population was phenotyped with 4 additional RSSC strains belonging to phylotypes I, IIA, IIB and III and the DH populations were phenotyped with virulent strains PSS4 and R3598. QTL mapping confirmed the existence of ERs1 (renamed EBWR9), defined its position on chromosome (chr) 9 and validated its specific control of 3 phylotype I strains. EBWR2 and EBWR14, 2 broad-spectrum resistance QTLs, were detected on chr 2 and 5. QTL analysis reveals a polygenic system of resistance in EG203. The transfer of resistance into 2 local cultivars was initiated and allowed the introgression of EBWR9 and EBWR2 QTLs through a backcross scheme. These results offer perspectives to breed broad-spectrum R cultivars.

Porteur redox intervenant dans nombre de processus métaboliques, le NAD (nicotinamide adénine dinucléotide) est central pour les cellules vivantes. Outre son importance dans le métabolisme oxydoréductif, des données récentes suggèrent fortement d’autres rôles importants pour le NAD dans la signalisation cellulaire. Un système inductible d’enrichissement en NAD en surproduisant la quinolinate phosphoribosyltransférase (QPT) d’Escherichia coli chez Arabidopsis thaliana a permis de mettre en évidence l’implication du NAD dans les mécanismes spécifiques de défenses qui régissent les interactions plante-pathogène. Par ailleurs, une dérégulation de la synthèse de NAD sur l’étape enzymatique catalysée par la QPT endogène d’Arabidopsis thaliana souligne le rôle critique du NAD dans la balance C/N des plantes, en particulier en bouleversant l’assimilation de l’azote en conditions photorespiratoires. Ces travaux nous ouvrent à une nouvelle compréhension des mécanismes de signalisation impliquant le NAD dans les grandes fonctions métaboliques des plantes. / Plant development and functions are underpinned by redox reactions which depend on cofactors such as pyridine nucleotides as nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). Beside its redox properties, NAD has recently been implicated in cellular signalling. An inducible system based on Escherichia coli quinolinate phosphoribosyltransferase (QPT) overproduction in transgenic Arabidopsis thaliana was set up as a convenient experimental technique to raise NAD content. This build-up highlights the involvement of NAD in plant-pathogen specific defense mechanisms. Furthermore, manipulating endogenous Arabidopsis thaliana QPT levels was used to deregulate NAD production. Such an approach points out the critical role of NAD in C/N interactions by shaking up nitrogen assimilation upon photorespiratory conditions. These results pave the way for a new understanding of signalling mechanisms involving NAD in plants major metabolic functions.

Les buissons ligneux forment un modèle végétal clé pour répondreaux préoccupations sociales et environnementales.Usuellement transposé sur le modèle arborescent, leur développementarchitectural reste encore peu compris et peu étudiéau regard de leur qualité visuelle. Pour cerner et anticiper cesattentes, une méthodologie pluridisciplinaire visant le managementde la qualité visuelle des plantes d’ornement est proposée.Elle intègre l’architecture des plantes avec sa plasticité phénotypiqueet la perception de leur apparence visuelle. Sur un rosierbuisson : Rosa hybrida L. ‘Radrazz’, l’étude montre commentl’analyse architecturale avec ses outils de modélisation, l’analysesensorielle et d’image peuvent former un cadre scientifi quecohérent visant cet objectif, et transposable à d’autres taxons.Sur rosiers virtuels, et réels exposés à un gradient lumineux, l’apparencevisuelle peut être caractérisée objectivement au moyend’épreuves sensorielles sur vidéode plante en rotation à différentsstades. La vidéo permet aux sujets une meilleure représentationmentale de la plante en 3D, et ainsi une descriptionplus complète et fi able de l’apparence visuelle ; puis de prédirecette description en intégrant statistiquement l’analyse d’imagede plusieurs facettes de la plante. Certaines variables architecturalespertinentes, et de nombreuses équivalentes, potentiellementintéressantes pour étudier le développement des buissonsau cours de leur cycle de vie, permettent de prédire voire d’expliquerl’élaboration des composantes visuelles d’un cultivar. / Shrubs form a key plant model to meet social and environmentalconcerns. Usually transposed on the tree model, their architecturaldevelopment is still ill-known and understudied to address visualquality. To identify and anticipate such expectations, the visual qualitymanagement of ornamental plants through a multidisciplinarymethodology is proposed. It includes architecture of the plants withits phenotypic plasticity and their visual appearance perception.On a rose bush: Rosa hybrida L. ‘Radrazz’, this work shows howarchitectural analysis with its modeling tools, sensory evaluationand image analysis can form a coherent scientifi c framework toface up to such a purpose, and be transposed for other taxa. Onvirtual rose bushes, and real ones exposed to a light gradient, thevisual appearance can be characterized objectively by means ofsensory tests using rotating plant video at different stages.Thevideo stand enables a better mental representation of the plant 3Dby the subjects, leading to a more complete and reliable descriptionof the plant visual appearance; then to predict this descriptionthrough statistically integrated image analysis of multiple plantfacets. Some relevant architectural variables, with numerousequivalents, potentially interesting to study the architecturaldevelopment of bushes during their life cycle, enabled to predicteven explain how visual components were built for a cultivar. Fora better market responsiveness, this work lays the foundationfor drafting interactive decision and innovation support tools forb