Les modèles climatiques prédisent pour le futur une accentuation de la fréquence et de l’intensité des épisodes de sécheresse, ce qui affecterait sérieusement les écosystèmes forestiers. En conséquence, il y a une demande croissante pour du matériel végétal plus résistant à la sécheresse, et pour la compréhension des mécanismes génétiques et physiologiques de la tolérance des arbres à la sécheresse. Dans des conditions de sécheresse, la tension dans les vaisseaux du xylème augmente, et la cavitation peut se produire causant une embolie du vaisseau qui devient alors non fonctionnel. La vulnérabilité du xylème à la cavitation est corrélée à la tolérance à la sécheresse, indiquant l’importance de ce caractère pour la tolérance à la sécheresse. Cependant, peu était connu sur la variabilité de ce caractère au niveau intra-spécifique et ses bases génétiques étaient inconnues. Dans un premier temps, nous avons démontré que la vulnérabilité à la cavitation du xylème de peuplier (Populus tremula x Populus alba) s’acclimate à des conditions de sol plus sec et que ceci s’accompagne de changements dans la structure du xylème et d’expressions géniques. Ce processus d’acclimatation appuie l’hypothèse du rôle important joué par la vulnérabilité du xylème à la cavitation dans la tolérance à la sécheresse. Dans un second temps, nous avons étudié les bases structurales et génétiques de la vulnérabilité à la cavitation grâce à deux approches. La première a consisté à étudier les changements anatomiques et d’expressions géniques se produisant au cours de l’acclimatation de la vulnérabilité du xylème à la cavitation à des conditions plus sèches. Nous avons déterminé que l’augmentation de la vulnérabilité à la cavitation dans des conditions plus sèches est corrélée à une diminution du diamètre de la paroi de la ponctuation. Nous avons observé des changements d’expression géniques dans des conditions de sécheresse mais ceux ci n’ont pas pu être reliés à un changement de la vulnérabilité à la cavitation. Dans une seconde approche, nous avons utilisé dix lignées de peupliers dont l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme de la lignine ont été modifiés et deux lignées surexprimant une pectine méthylestérase (PME) pour examiner le rôle de ces gènes dans la vulnérabilité à la cavitation. Chez les peupliers ayant un métabolisme des lignines modifié, nous avons également testé la relation entre les propriétés hydriques et mécaniques. Nous apportons des preuves que les lignines et les pectines (à travers les PME) sont impliquées dans la vulnérabilité à la cavitation et nos données sur les lignées transgéniques de peupliers ne soutiennent pas un lien exclusif entre les propriétés hydriques et mécaniques. / Climatic models predict greater frequency and intensity of drought episodes in the future that would seriously affected forest ecosystems. As a consequence, there has been a rising demand for more drought-resistant plant materials and for the understanding of the physiological and genetic bases of tree drought tolerance. Under drought conditions, the tension in the xylem conduits increases and cavitation can occur that causes embolism and makes the vessel non functional. Xylem vulnerability to cavitation is correlated with drought tolerance, pointing that it’s an important trait for drought tolerance of trees. However, few was known about the variability of this trait at the within species level and its genetic bases were unknown. In a first part, we demonstrated that the xylem vulnerability to cavitation of poplar (Populus tremula × Populus alba) acclimated to drier soil conditions, and was accompanied with changes in xylem structure and gene expressions. This acclimation process supports the role of vulnerability to cavitation in drought tolerance. In a second part, we investigated the structural and genetic bases for vulnerability to cavitation through two approaches. In a first one, we investigated the anatomical changes and the gene expressions that occur during the acclimation of vulnerability to cavitation to drier conditions. We found that the increase in vulnerability to cavitation in drier soil conditions was related to a decrease in pit wall diameter. We observed changes in gene expressions in drier conditions but these changes could not be related to change in vulnerability to cavitation. In a second approach, we used ten transgenic poplar lines modified for expression of genes involved in lignin metabolism and two transgenic lines overexpressing a pectin methylesterase (PME) to examine the role of the respective genes in the vulnerability to cavitation. In poplars modified in lignin metabolism, we also tested the relation between hydraulic and mechanical properties. We present evidence that lignins and pectins (through PME) are involved in the vulnerability to cavitation and our data on the transgenic poplar lines do not support the exclusive link between mechanical vs. hydraulic properties.

Our understanding of tree growth and development has increased substantially in the last few decades and is expected to increase much more as we fully exploit newly developed genomic tools. A major milestone in tree genomics was the sequencing of the entire genome of Populus trichocarpa, and the realization that we understand the function of very few of the 45,000 predicted genes in this genome. To advance our knowledge of gene function in Populus, we have created the largest population of mutant poplars to date which will enable us to link altered phenotypes with genes that are responsible. This thesis describes this mutant population, provides preliminary results on the complexity of mutants identified and examines one distinct mutant called shriveled leaf. These results clearly demonstrate the power of this population for gene function analysis and reveal that this population will be a valuable genomic resource for tree biotechnology for many years to come. / Thesis (Master, Biology) -- Queen's University, 2008-01-31 16:09:03.458

Les modèles climatiques prédisent pour le futur une accentuation de la fréquence et de l'intensité des épisodes de sécheresse, ce qui affecterait sérieusement les écosystèmes forestiers. En conséquence, il y a une demande croissante pour du matériel végétal plus résistant à la sécheresse, et pour la compréhension des mécanismes génétiques et physiologiques de la tolérance des arbres à la sécheresse. Dans des conditions de sécheresse, la tension dans les vaisseaux du xylème augmente, et la cavitation peut se produire causant une embolie du vaisseau qui devient alors non fonctionnel. La vulnérabilité du xylème à la cavitation est corrélée à la tolérance à la sécheresse, indiquant l'importance de ce caractère pour la tolérance à la sécheresse. Cependant, peu était connu sur la variabilité de ce caractère au niveau intra-spécifique et ses bases génétiques étaient inconnues. Dans un premier temps, nous avons démontré que la vulnérabilité à la cavitation du xylème de peuplier (Populus tremula x Populus alba) s'acclimate à des conditions de sol plus sec et que ceci s'accompagne de changements dans la structure du xylème et d'expressions géniques. Ce processus d'acclimatation appuie l'hypothèse du rôle important joué par la vulnérabilité du xylème à la cavitation dans la tolérance à la sécheresse. Dans un second temps, nous avons étudié les bases structurales et génétiques de la vulnérabilité à la cavitation grâce à deux approches. La première a consisté à étudier les changements anatomiques et d'expressions géniques se produisant au cours de l'acclimatation de la vulnérabilité du xylème à la cavitation à des conditions plus sèches. Nous avons déterminé que l'augmentation de la vulnérabilité à la cavitation dans des conditions plus sèches est corrélée à une diminution du diamètre de la paroi de la ponctuation. Nous avons observé des changements d'expression géniques dans des conditions de sécheresse mais ceux ci n'ont pas pu être reliés à un changement de la vulnérabilité à la cavitation. Dans une seconde approche, nous avons utilisé dix lignées de peupliers dont l'expression de gènes impliqués dans le métabolisme de la lignine ont été modifiés et deux lignées surexprimant une pectine méthylestérase (PME) pour examiner le rôle de ces gènes dans la vulnérabilité à la cavitation. Chez les peupliers ayant un métabolisme des lignines modifié, nous avons également testé la relation entre les propriétés hydriques et mécaniques. Nous apportons des preuves que les lignines et les pectines (à travers les PME) sont impliquées dans la vulnérabilité à la cavitation et nos données sur les lignées transgéniques de peupliers ne soutiennent pas un lien exclusif entre les propriétés hydriques et mécaniques.

Darbo objektas – Populus genties medžiai: Populus alba × Populus tremula (Nr. 20), Populus tremula x Populus alba ( Nr.21), P. tremuloides x P. tremula (Nr.8), P. tremuloides x P. tremula (Nr.3), P. tremuloides x P. tremula (Nr.9), Populus alba (Š16), P. berolinensis. Darbo tikslas – nustatyti tuopų genties medžių hibridų mikrodauginimo in vitro sąlygas, bei augalų- regenerantų išauginimą. Išskirti genominę DNR iš drebulių, naudojant genominės DNR išskyrimo rinkinį NucleoSpin Plant. Darbo metodai - Eksplantų paruošimas sterilinimui ir sterilinimas. Augalų regenerantų kultivavimo sąlygos. Maitinamosios terpės ruošimas, sterilinimas ir sudėtis. Mikroūglių perkėlimas į nesterilias sąlygas. DNR išskyrimas. Darbo rezultatai. Tuopų medžių eksplantų sterilinimui tikslinga naudoti aseptinių tirpalų kombinaciją be „ACE“, kad užtikrinti gyvybingų ir be užkrato eksplantų išlikimą. Grybine infekcija labiausiai užkrėsti berlyninės tuopos eksplantai: užkratas sudarė nuo 72 proc. iki 80 proc. priklausomai nuo eksplantų prigimties. Tuopų genties medžių genotipas turi įtakos morfogenezei audinių kultūroje. Geriausia maitinamoji terpė mikroūglų susidarymui yra Murashige Scoog (MS) su citokininu BA- 0,5 mg/l. Kaliaus susidarymas ir spalva priklauso nuo genotipo. Iš visų tuopų hibridų sparčiausiai augo hibridas Nr. 8 P.( tremuloides x P. tremula). Vidutinis jo augimo greitis- 8,3 mm per 10 dienų. Atlikti DNR tyrimai APPD metodu parodo, kad motinmedžiai ir išauginti augalai in vitro yra... [toliau žr. visą tekstą] / Aim of the work: Genus Populus trees: Populus alba × Populus tremula (Nr. 20), Populus tremula x Populus alba (Nr.21), P. tremuloides x P. tremula (Nr.8), P. tremuloides x P. tremula (Nr.3), P. tremuloides x P. tremula (Nr.9), Populus alba (Š16), P. berolinensis. Object of the work: Investigate poplar genus hybrids in vitro micro reproduction conditions and regenerate plants growth. Investigate poplar genomic DNA using NucleoSpin Plant Kit. Methods: Preparation of explants culture for sterile manner. Plants regenerate rear conditions. Growth media preparation and sterilization. Micro sprout input into unsterile conditions. DNA isolation. Results: For poplar trees explants sterilization is purposeful using aseptic solution combination without “ACE”, to vouch vital and half explants survival. Fungous infection found in berolinensis poplar explants: infections reach from 72 to 80 % depending from explants nature. Poplar genus genotype has impact on morphogenesis in tissue culture. The best growth media is Murashige Scoog (MS) with citotoksine BA- 0,5 mg/l. Callus formation and colaration depends on genotipe. Fastest growth had hybrid No. 8 ( tremuloides x P. tremula) from all poplar hybrids. His mean growth was 8.3 mm per 10 days. RAPD analysis shown that the parent trees and trees race in vitro are the similar (the same).

No description available.