La dissipation des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), polluants persistants majoritaires des sols de friches industrielles, implique l'action de microorganismes bactériens et fongiques. Cependant, leur contribution relative à la dissipation in situ, en fonction des interactions entre ces microorganismes ou avec les plantes et les polluants, est mal connue et les communautés fongiques ont été très peu étudiées dans de tels environnements. L'objectif de cette thèse était de préciser l'écodynamique des HAP dans la rhizosphère sous l'effet des microorganismes et de leurs interactions et d'évaluer la diversité fongique dans des sols contaminés. La dynamique des communautés fongiques a été étudiée in situ pendant 5 années, par PCR en temps réel et Temporal Temperature Gradient Electrophoresis (TTGE), dans un sol historiquement contaminé en présence ou non de plantes et dans le même sol ayant subi un traitement de remédiation par désorption thermique. Les plantes avaient un effet positif sur l'abondance et la diversité des champignons et étaient le facteur déterminant la structure des communautés fongiques, dominées par les Ascomycètes. D'autre part, des souches bactériennes et fongiques ont été isolées de ce sol et testées pour leur capacité à dégrader les HAP in vitro. Parmi celles-ci, la bactérie Arthrobacter oxydans Pyr2MsHM11 et le champignon Fusarium solani MM1 ont été choisies comme souches modèles pour étudier leur action individuelle ou conjointe sur la dissipation de trois HAP, dans différentes conditions, des plus simples (cultures liquides) aux plus complexes (microcosmes de sol planté en présence d'une microflore). Les résultats ont montré l'importance fondamentale des interactions entre microorganismes, notamment des phénomènes de compétition, pour la croissance des souches modèles et pour l'expression de leurs potentiels de dissipation des HAP / The dissipation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), very common and persistant pollutants in soils from industrial wastelands, involve the action of bacterial and fungal microorganisms. However their respective contribution, and the influence of the microbial and plant-microbe interactions on in situ PAH dissipation, are poorly known and fungal communities were scarcely studied in such environments. This work aimed to study the fate of PAHs in rhizosphere under the influence of microorganisms and their interactions and to estimate the fungal diversity in contaminated soils. The dynamic of fungal communities was monitored in situ for 5 years, by real-time PCR and Temporal Temperature Gradient Electrophoresis (TTGE) in an aged PAH-polluted soil and in the same soil treated by thermal desorption. The results showed that plants had a positive effect on fungal abundance and diversity and were the main driver of fungal community structure, dominated by Ascomycetes. Besides, bacterial and fungal strains were isolated from this soil and screened for their ability to dissipate PAHs in vitro. Among them, the bacteria Arthrobacter oxydans Pyr2MsHM11 and the fungus Fusarium solani MM1 were chosen as model strains to study their individual and simultaneous effect on PAH dissipation in different experimental conditions, from liquid cultures to planted soil microcosms with a complex microflora. It was found that interactions between microorganisms, notably competition, had a crucial influence on their growth and on the expression of their PAH dissipation potential

Les maladies des plantes causées par les champignons sont un problème majeur en agriculture. Pour les contrôler, les gènes de résistance (R) qui permettent de développer des variétés de plantes résistantes sont des éléments clés. La majorité des gènes R codent pour des protéines NLRs caractérisées par la présence d'un domaine de liaison aux nucléotides (NB-ARC) et un domaine de répétitions riches en leucines (LRR). Ces protéines agissent comme des récepteurs immunitaires intracellulaires et reconnaissent des facteurs de virulence des agents pathogènes appelés effecteurs. Les champignons phytopathogènes possèdent de vastes répertoires d'effecteurs qui contiennent centaines de protéines sécrétés, de petites tailles et sans similarités de séquence entre elles.La première question abordée dans ma thèse concerne l’origine de l'immense diversité des effecteurs fongiques. Une analyse structurale a identifié une famille d’effecteurs de séquences différentes mais qui possèdent une structure conservée. Cette famille a été appelée MAX-effectors (Magnaporthe Avrs and ToxB like) et elle est particulièrement importante chez Magnaporthe oryzae, l'agent causal de la pyriculariose du riz. Par des analyses d'expression, j'ai confirmé que la majorité des effecteurs MAX de M. oryzae sont spécifiquement exprimés durant la phase précoce de l'infection, suggérant une fonction importante durant la colonisation de la plante. Les effecteurs MAX constituent la première famille d'effecteurs fongiques définis par leur structure. Cette étude apporte donc de nouvelles pistes pour l'identification d'effecteurs chez les champignons et contribue à une meilleure compréhension de l'évolution des effecteurs. En effet, le scénario observé chez les effecteurs MAX suggère que beaucoup d’effecteurs fongiques appartiennent à un nombre restreint de familles d'effecteurs définies par leur structure. La seconde question que j’ai abordée durant ma thèse est le mécanisme moléculaire de la reconnaissance des effecteurs par les NLRs. J'ai abordé cette question en étudiant la reconnaissance de l'effecteur AVR-Pia par le couple de NLRs RGA4/RGA5. Des travaux précédents ont montré que RGA5 agit comme récepteur et se lie directement à AVR-Pia tandis que RGA4 agit comme élément de signalisation constitutivement actif, qui, en absence de l’agent pathogène, est réprimé par RGA5. Un domaine de RGA5, normalement absent chez les protéines NLR et similaire à la chaperonne du cuivre ATX1 (domaine RATX1), interagit physiquement avec AVR-Pia. Il a été suggéré que ce domaine RATX1 puisse agir comme un leurre de la cible de virulence d’AVR-Pia. Ce leurre, intégré dans la structure de RGA5, permettrait de « piéger » l’effecteur par interaction directe et jouerait donc un rôle crucial dans sa reconnaissance spécifique. Grâce à une analyse structurale détaillée d’AVR-Pia j’ai pu confirmer le rôle central de l'interaction AVR-Pia-RATX1 dans la reconnaissance de cet effecteur ce qui conforte le modèle du « leurre intégré ». De plus, j’ai caractérisé la surface d'interaction avec laquelle AVR-Pia lie le domaine RATX1. De plus, j'ai détecté des interactions entre AVR-Pia et d'autres parties de RGA5, indépendantes du domaine RATX1, notamment les domaines NB-ARC et LRR. Ceci a permis de développer un modèle qui explique comment la liaison d’un effecteur à un récepteur NLR comportant un leurre intégré par différentes interactions indépendantes conduit à une reconnaissance très sensible et spécifique qui est peu affectée par des mutations ponctuelles de l’effecteur. En résumé, cette étude a produit des connaissances nouvelles sur la fonction des récepteurs des plantes de type NLRs et sur leur capacité à reconnaitre des effecteurs. Ceci contribue à une meilleure compréhension du système immunitaire des plantes, ce qui est un élément important pour l’obtention de cultures durablement résistantes aux maladies / Plant diseases caused by fungi constitute a worldwide threat to food security and disease resistance (R) genes that allow to breed resistant crops are key elements for efficient disease control. The vast majority of R genes code for NLR multi domain proteins characterized by nucleotide-binding and leucine-rich repeat domains and acting as intracellular immune receptors for pathogen-secreted virulence factors termed effectors. Phytopathogenic fungi possess huge effector repertoires that are dominated by hundreds of sequence-unrelated small secreted proteins. The first question I addressed in my PhD thesis is: how is the tremendous diversity of fungal effectors generated? A structural analysis had identified the family of sequence-unrelated but structurally conserved MAX-effectors (Magnaporthe Avrs and ToxB like) that has expanded specifically in Magnaporthe oryzae the causal agent of rice blast disease. By expression analysis, I confirmed that the majority of M. oryzae MAX-effectors are expressed specifically during early infection suggesting important functions during host colonization. MAX effectors are the first structurally defined family of effectors in fungi and this study gives therefore news clues for the identification of candidate effectors in fungi and constitutes a crucial step towards a better understanding of effector evolution. In fact, the scenario observed for MAX-effectors leads to the hypothesis that the enormous number of sequence-unrelated fungal effectors belong in fact to a restricted set of structurally conserved effector families.The second question I investigated in my PhD thesis is: what are the molecular mechanisms of effector recognition by NLR immune receptors? I addressed this question by studying recognition of the M. oryzae effector AVR-Pia by the rice NLR pair RGA4/RGA5. Previous work has shown that RGA5 acts as a receptor that binds directly to AVR-Pia while RGA4 acts as a constitutively active signaling protein that is, in the absence of pathogen, repressed by RGA5. This functional interaction involves formation of an RGA4/RGA5 receptor complex. By protein-protein interaction studies, I showed that complex formation involves interactions between the RA4 and RGA5 NB-ARC and LRR domains, in addition to previously identified interactions between the coiled-coil domains. AVR-Pia recognition seems not to induce dissociation of the RGA4/RGA5 complex but a ternary RGA4/RGA5/AVR-Pia complex could also not be detected consistently. How effector recognition is translated into receptor complex activation remains therefore to be elucidated in more detail in the future. Previous work has shown that a domain of RGA5 normally not present in NLRs and related to the copper chaperone ATX1 (RATX1 domain) interacts physically with AVR-Pia and may be crucial for effector recognition. The RATX1 domain was hypothesized to mimic the true host targets of AVR-Pia leading to the development of the ‘integrated decoy’ model that states that unconventional domains in NLRs act as decoys in the recognition of effector proteins. By detailed structure-informed analysis of AVR-Pia, I could confirm the pivotal role of the AVR-Pia-RATX1 interaction for effector recognition lending important support to the integrated decoy model. In addition, I could precisely characterize the interaction surface with which AVR-Pia binds to the RGA5 RATX1 domain. Finally, I detected interactions of AVR-Pia with other parts of RGA5, in particular the NB-ARC and the LRR domains. Based on these results, I developed a model that explains how such binding to several independent sites in NLRs leads to high overall affinity and robust effector recognition that is resilient to effector mutations. Taken together, this study provides important novel insight into NLR function and effector recognition and contributes by this to a better understanding of plant immunity which is crucial for generating durable disease resistance in crops.

Les microfossiles non-polliniques, des restes de divers organismes préservés dans les sédiments lacustres ou tourbeux, sont de plus en plus couramment employés en paléoécologie. Parmi ces microrestes, les spores de champignons coprophiles sont privilégiées dans les reconstructions des activités humaines telles que les activités pastorales. L’aptitude de ces spores à refléter la présence ou l’abondance des troupeaux n’est pas encore complètement comprise. Des analogues modernes ont été collectés dans deux zones d’estive, dans les montagnes du Pays Basque et d’Ossau. Des analyses de gradients contraintes par des variables environnementales ont permis d’identifier des assemblages non-polliniques associés à diverses conditions environnementales en contexte humide et terrestre. Un cortège d’ascospores de groupes coprophiles liées aux activités pastorales a pu être isolé. Les référentiels ont également fourni des informations sur la portée spatiale de l’information non-pollinique.Les microfossiles non-polliniques ont été étudiés dans quatre séquences tourbeuses en complément d’autres sources d’informations paléoenvironnementales (pollen, signal incendie). Ils ont fourni les informations sur les dynamiques des quatre sites durant l’Holocène et les périodes historiques. Les résultats des référentiels sont appliqués à l’interprétation des dynamiques pastorales. Les résultats modernes et fossiles montrent que la charge pastorale n’est pas le seul paramètre qui influence les signaux coprophiles ; ces spores pourraient avoir un potentiel d’indicateurs paléoenvironnementaux et pastoraux plus étendu qu’attendu.Les ascospores de groupes coprophiles sont décrites et illustrées ainsi que d’autres microfossiles fongiques, algaux et indéterminés. / Non-pollen palynomorphs, microscopic remains produced by a variety of organisms and preserved in peat and lake sediments, are now more widely used in palaeoenvironmental studies. In particular, spores of coprophilous fungi are considered as an adapted tool to reconstruct past land-use such as pastoral activities. However, their ability to reflect the presence and/or the number of cattle is not fully understood yet. Modern analogs from summer pastures in the Basque Mountains and the Ossau valley have been collected. Numerical analysis of modern non pollen-palynomorphs and environmental variables helped to distinguish several pools of microremains associated to distinct environmental conditions in both terrestrial and wet ecosystems. A group of ascospores of dung-related fungi clearly related to grazing activities was isolated. The modern dataset also provided useful information on the spatial scale represented by non-pollen palynomorphs. Fossil non-pollen palynomorphs from four peat records, combined with other palaeoenvironmental data (pollen, fire frequencies), have been studied. They informed on the evolution of the local conditions of the wetlands during Holocene and historical times. The modern data set is used to aid interpretation of the dynamics of past land-use and pastoral activities. The results from both modern and fossil approaches show that other parameters than the grazing pressure can induce variability in the copropilous signals; the indicative value of dung-related ascospores might be broader than expected. The ascospores of dung-related taxa are described and illustrated, alongside with other fungal, algal and unidentified microremains.

Les champignons de la rhizosphère ont une grande influence sur le développement et la croissance des plantes. Certains de ces micro-organismes protègent les plantes contre les pathogènes, atténuent l'impact des stress abiotiques ou facilitent la nutrition des plantes. Ces organismes s'influencent mutuellement et forment des réseaux complexes d'interactions. Déterminer le fonctionnement du microbiome fongique de la rhizosphère des plantes cultivées est une étape nécessaire pour optimiser l'efficacité de la production végétale. Nous avons testé les hypothèses suivantes : (1) la diversification des systèmes de culture influe sur le microbiome fongique de la rhizosphère du canola; (2) le canola a un core microbiome, soit un ensemble de champignons toujours associés au canola quelles que soit les conditions du milieu; et (3) que certains de ces taxons ont une influence déterminante sur la structure des communautés (taxons nodaux) dans le core microbiome. Pour ce faire, en 2013 et 2016, nous avons échantillonné à la floraison, la phase de canola (Brassica napus) du système de culture, qui est l'un des deux types de canola (Roundup Ready® et Liberty Link®), utilisés dans le cadre d'une expérience de terrain à long terme (6 ans). Lacombe (Alberta), Lethbridge (Alberta) et Scott (Saskatchewan). En utilisant le séquençage d’amplicon par illumina, nous avons obtenus des résultats qui montrent que la diversification des cultures a un impact significatif sur la structure des communautés fongiques de la rhizosphère. Nous avons également découvert et décrit un core microbiome constitué de 47 OTU (Unité Taxonomique Opérationnelle) en 2013 et identifié Preussia funiculata, Schizothecium sp., Mortierella sp., Nectria sp. ainsi que deux taxons inconnus (OTU12 et OTU298) comme taxons nodaux parmi ce core microbiome. Cependant ce core microbiome s’est montré variable, et nous n’avons pu identifier qu’un OTU y appartenant en 2016 : Olpidium Brassicae. Nos résultats permettent de confirmer l’impact de la diversité culturale sur le microbiome fongique du canola et sont présentés comme une base pour le développement de stratégies d'ingénierie écologique pour l'amélioration de la production de canola. / The fungi in the rhizosphere have a large influence on plant development and growth. Some of these micro-organisms protect plants against pathogens, mitigate the impact of abiotic stress, or facilitate plant nutrition. These organisms influence each other and form complex webs of interactions. Deciphering the structure and function of the fungal microbiome of crop plant rhizosphere is a necessary step toward optimizing the efficiency of plant production. We tested the hypotheses that (1) the diversification of cropping systems influences the fungal microbiome of canola rhizosphere, (2) canola has a fungal core microbiome, i.e. a set of fungi that are always associated with canola, and (3) that some taxa have a determining influence on the structure of the communities (hub-taxa) within the core microbiome. In 2013 and 2016 we used the canola (Brassica napus) phase of five cropping system at blooming stage, from the less to the most diversified, that included one of two types of canola (Roundup Ready® and Liberty Link®), in an existing long-term (6 years) field experiment. The experiment has a randomized complete block design with four blocks, and is replicated at three locations: Lacombe (Alberta), Lethbridge (Alberta) and Scott (Saskatchewan). Our results show that crop diversification has significant impact on the structure of rhizosphere fungal communities. We also discover and described a canola core microbiome made of 47 OTUs in 2013 and identified Preussia funiculata, Schizothecium sp., Mortierella sp., Nectria sp. and two other unidentified taxa (OTU12 and OTU298) as the hub-taxa among this core. However this core microbiome was variable and could identify only one member in 2016 : Olpidium brassicae. Our results confirmed the effect of crop diversification upon the fungal microbiome of canola and are presented as a basis for the development of ecological engineering strategies for the improvement of canola production.

La photocatalyse est un procédé d'oxydation avancée qui consiste en l'activation du dioxyde de titane sous UV pour générer des espèces oxydantes. Ces dernières sont capables d'inactiver les cellules vivantes. Nos travaux ont porté sur l'analyse des mécanismes antimicrobiens de la photocatalyse à l'échelle cellulaire et moléculaire sur le modèle eucaryote Saccharomyces cerevisiae, champignon unicellulaire. Le traitement photocatalytique affecte de manière drastique la cultivabilité de cette levure. La diminution de la cultivabilité a été reliée à la perte de l'intégrité membranaire et à la perte de l'activité enzymatique intracellulaire, analysées par cytométrie en flux. L'exposition des levures à la photocatalyse provoque des dommages à toutes les macromolécules (acides nucléiques, lipides membranaires, protéines) et par conséquent aux structures cellulaires ce qui engendre la libération de constituants cellulaires (ions, acides aminés), de même que la formation de produits de dégradation (malondialdéhyde, acides organiques). Ces dommages peuvent être liés à un stress oxydant intracellulaire suggéré par l'accumulation des ions superoxyde dans les cellules traitées et l'augmentation de la résistance pour les souches surexprimant des enzymes de dégradation des ROS. Enfin, l'étude de l'impact de la photocatalyse sur des organismes fongiques ayant un impact environnemental ou sur la santé, a révélé l'existence de cellules ou de structures fongiques résistantes. Ces résultats ont apporté des éléments de connaissance inédits sur l'impact de la photocatalyse sur les cellules eucaryotes fongiques et ouvrent de nouvelles perspectives notamment dans la compréhension du phénomène de résistance / Photocatalysis is an advanced oxidative process that generates reactive oxygen species (ROS) and inactivates living cells. The aim of this work was to have a better understanding of the antimicrobial mechanisms generated by photocatalytic treatment. The cellular impact was monitored using the unicellular fungal model, Saccharomyces cerevisiae yeast. Photocatalysis reduces drastically the cultivability of yeast cells. Flow cytometry analyses revealed that the decrease of cell cultivability was related to both damages in plasma membrane and loss of intracellular enzymatic activity. During exposure to photocatalysis, multiple cellular macromolecules are damaged (lipids, proteins, nucleic acids). These damages are responsible for cellular structure dysfunction leading to a release of intracellular compounds (ions, amino acids) and the formation of by-products and pollutant (carboxylic acids, malondialdéhyde). The increase of intracellular superoxide ions amounts and the higher resistance of yeast strains overexpressing ROS detoxifying enzymes suggested an intracellular oxidative status responsible for described macromolecular damages. Finally, exploring photocatalytic treatment on other environmental and health impact fungi revealed the presence of resistant cells or structures. For the first time, an interdisciplinary work focusing on cellular impacts of photocatalysis was monitored leading to a better understanding and to new perspectives

Les microfossiles non-polliniques, des restes de divers organismes préservés dans les sédiments lacustres ou tourbeux, sont de plus en plus couramment employés en paléoécologie. Parmi ces microrestes, les spores de champignons coprophiles sont privilégiées dans les reconstructions des activités humaines telles que les activités pastorales. L'aptitude de ces spores à refléter la présence ou l'abondance des troupeaux n'est pas encore complètement comprise. Des analogues modernes ont été collectés dans deux zones d'estive, dans les montagnes du Pays Basque et d'Ossau. Des analyses de gradients contraintes par des variables environnementales ont permis d'identifier des assemblages non-polliniques associés à diverses conditions environnementales en contexte humide et terrestre. Un cortège d'ascospores de groupes coprophiles liées aux activités pastorales a pu être isolé. Les référentiels ont également fourni des informations sur la portée spatiale de l'information non-pollinique.Les microfossiles non-polliniques ont été étudiés dans quatre séquences tourbeuses en complément d'autres sources d'informations paléoenvironnementales (pollen, signal incendie). Ils ont fourni les informations sur les dynamiques des quatre sites durant l'Holocène et les périodes historiques. Les résultats des référentiels sont appliqués à l'interprétation des dynamiques pastorales. Les résultats modernes et fossiles montrent que la charge pastorale n'est pas le seul paramètre qui influence les signaux coprophiles ; ces spores pourraient avoir un potentiel d'indicateurs paléoenvironnementaux et pastoraux plus étendu qu'attendu.Les ascospores de groupes coprophiles sont décrites et illustrées ainsi que d'autres microfossiles fongiques, algaux et indéterminés.

L’objectif de ce travail est d’une part (i) étudier le comportement de la biomasse notamment la production d’EPS en présence des composés pharmaceutiques (un agent anticancéreux et cinq antibiotiques); et d’autre part, (ii) étudier les EPS dans le contexte de décantation des boues en présence d’agents fongiques et en situations réelles dans des stations d’épuration. L’étude en présence de l’agent anticancéreux a été réalisée dans des bioréacteurs à membranes. La présence de l’agent anticancéreux a induit l’augmentation de la production d’EPS agissant comme un mécanisme de protection microbienne qui était à l’origine du colmatage des membranes. L’effet de cinq antibiotiques a été évalué en réacteur batch. La famille des macrolides a montré un effet plus important sur l’activité microbienne avec une augmentation significative de la production d’EPS associée à un mécanisme de protection. La décantation des boues en présence des cultures fongiques a été conduite en réacteur pilote. Une amélioration spectaculaire de la décantation a été liée à une meilleure cohésion au sein des flocs imputable en grand partie à l’augmentation de la production d’EPS. Enfin, le diagnostic du procédé de traitement des eaux a été établi sur trois stations d’épuration des papeteries grâce à une double approche d’une part l’analyse physico-chimique des boues et d’autre part, l’exploitation statistique d’analyse en composantes principales (ACP) des paramètres technologiques enregistrées dans chaque station. Nous avons tenté d’exprimer sous forme de régressions linéaires ou polynomiales de deuxième degré, la décantation en fonction d’une quantité réduite des paramètres mesurés / The objective of this work is firstly, i) to study the microbial behaviour of the biomass especially the production of the EPS in the presence of pharmaceutical compounds (an anticancer product and five antibiotics); and secondly, ii) to study EPS in the context of the sludge settling in wastewater treatment plants. The study in the presence of the anticancer product was done in membrane bioreactors. The presence of the anticancer product provoked the production of the EPS as the protection mechanism which is at the origin of the membrane fouling.The effect of five antibiotics was evaluated in batch reactors. The family of macrolides showed the most important effect on the microbial activity with a significant increase of the EPS production which was associated with a protection mechanism.Sludge settling in the presence of fungi was carried out in a pilot reactor. The spectacularly improvement of the sludge settleability was related with a better cohesion inside of the flocs attributed to an increase of the EPS production.Finally, the diagnosis of different wastewater treatment processes was established in three paper mill wastewater treatment plants thanks to the double approach used here, the physico-chemical analysis of the sludge and the statistical analysis by principal components analysis of the different parameters recorded in each plant. We tried to describe the parameter related to the settling behaviour by linear or polynomial regressions of second degree in function of a reduced number of the measured parameters

L’association mycorhizienne à arbuscules (AM) est le résultat d’une interaction compatible entre les génomes des deux partenaires symbiotiques. Dans ce contexte, le but de mes recherches a été de mieux caractériser le rôle des gènes de pois liés aux stades tardifs de la symbiose, PsSym36, PsSym33 and PsSym40, dans le fonctionnement de la symbiose MA (i) en étudiant l’effet des mutations de ces trois gènes sur l’expression des gènes de la plante et du champignon, et (ii) en créant les conditions pour positionner deux de ces gènes, PsSym36 and PsSym40, sur la carte génétique afin d’envisager leur clonage futur. L’expression d’un groupe de dix gènes fongiques et de huit gènes de plante, déjà décrits pour être activés durant le développement de la mycorhize, a été comparée dans les racines de pois inoculées avec G. intraradices chez les plantes de génotypes sauvages, ou les mutants Pssym36, Pssym33 et Pssym40. L’expression de la plupart des gènes fongiques a été inhibée dans les racines du mutant Pssym36 où la formation des arbuscules est avortée, tandis que l’expression de plusieurs d’entre eux a été activée lorsqu’il existe un développement plus rapide du champignon dans les racines du mutant Pssym40. Des microdisséquats obtenus à partir de racines mycorhizées du mutant PsSym40 confirment l’expression préférentielle de trois gènes de G. intraradices (SOD, DESAT et PEPISOM) dans les cellules contenant les arbuscules. L’inactivation du gène PsSym36 provoque également une inhibition des gènes de plante alors que la mutation des gènes PsSym33 and PsSym40 affecte l’expression des gènes de plante plutôt de façon temporelle. Les résultats indiquent ainsi une implication des gènes SYM de pois dans la modulation des interactions moléculaires entre la plante et le champignon impliquées au niveau de la signalisation, des échanges nutritifs ou de la régulation des réponses au stress durant la formation et/ou le fonctionnement de la symbiose AM. Les conditions pour la localisation des gènes PsSym36 and PsSym40 sur la carte génétique du pois ont été développées pour leur clonage basé sur la cartographie. En utilisant les marqueurs moléculaires obtenus, il a été possible de conclure que la localisation du gène PsSym40 réside vraisemblablement à l’extérieur des groupes de liaison I, II, III ou V de la carte génétique du pois. / The arbuscular mycorrhizal (AM) association results from a successful interaction between the genomes of the two symbiotic partners. In this context, the aim of my research was to better characterize the role of the late stage symbiosis-related pea genes PsSym36, PsSym33 and PsSym40 in the functional AM (i) by investigating the effect of mutations in the three genes on fungal and plant gene responses and (ii) by creating conditions for the localization of two of the genes, PsSym36 and PsSym40, on the pea genetic map for future map-based cloning. The expression of a subset of ten fungal and eight plant genes,previously reported to be activated during mycorrhiza development, was compared in Glomus intraradices-inoculated roots of wild type and Pssym36, Pssym33 and Pssym40 mutant pea plants. Most of the fungal genes were down-regulated in roots of the Pssym36 mutant where arbuscule formation is defective, and several were upregulated with more rapid fungal development in roots of the Pssym40 mutant. Microdissection of mycorrhizal PsSym40 roots corroborated preferential expression of the three G. intraradices genes SOD, DESAT and PEPISOM in arbuscule-containing cells. Inactivation of PsSym36 also resulted in down regulation of plant genes whilst mutation of the PsSym33 and PsSym40 genes affected plant gene responses in a more time-dependent way. Results thus indicate an implication of the investigated pea SYM genes in the modulation of plant and fungal molecular interactions linked to signaling, nutrient exchange or stress response regulation during AM symbiosis formation and functioning. Conditions for localization of the PsSym36 and PsSym40 genes on the pea genetic map were developed for their future map-based cloning. Based on the molecular markers obtained, it was possible to conclude that localization of the PsSym40 gene most likely resides outside the linkage groups I, II, III or V of the genetic map of pea. / Формирование арбускулярной микоризы (АМ) является результатом успешного взаимодействия между геномами двух симбиотических партнёров. Целью моего исследования являлось изучение роли поздних симбиотических генов гороха PsSym36, PsSym33 и PsSym40 в формировании функционального АМ симбиоза. Для этого было проведено исследование эффекта мутаций в генах PsSym36, PsSym33 и PsSym40 на экспрессию грибных и растительных генов, предположительно (по литературным данным) вовлечённых в процессы формирования АМ, а так же проведена работа по локализации генов PsSym36 и PsSym40 на генетической карте гороха для последующего более точного картирования и позиционного клонирования данных генов. Экспрессия десяти грибных и восьми растительных генов была определена в корнях растений дикого типа и PsSym36, PsSym33 и PsSym40 мутантов, инокулированных G. intraradices. В корнях PsSym36 мутанта, имеющего дефект развития арбускул, большая часть грибных генов была супрессирована, в то время как в корнях PsSym40 мутанта, для которого характерна более быстрая по сравнению с диким типом микоризация, был отмечен более высокий уровень экспрессии грибных генов. Использование метода микродиссекций позволило выделить клетки, содержащие арбускулы, из микоризованных корней мутанта PsSym40 и подтвердить, что гены G. intraradices SOD, DESAT и PEPISOM преимущественно экспрессируются в клетках, содержащих арбускулы. Мутация в гене PsSym36 также привела к подавлению экспрессии большинства вовлечённых в анализ растительных генов, тогда как мутации в генах PsSym33 и PsSym40 оказали влияние на ксперессию растительных генов в меньшей степени. Полученные результаты свидетельствуют о роли исследуемых SYM генов гороха в контролировании растительно-грибных молекулярных взаимодействий, связанных с сигналингом, обменом питательными веществами и стрессовыми реакциями в процессе формирования и функционирования АМ симбиоза. Проведённое генетическое картирование не привело к локализации генов PsSym36 и PsSym40 на генетической карте гороха. Однако разработка и использование молекулярных маркеров для картирования позволили исключить локализацию гена PsSym40 в I, II, III и V группах сцепления с высокой долей вероятности.

No description available.