Les pectines de la paroi cellulaire végétale sont impliquées dans un grand nombre de processus physiologiques. Toutefois, la fonction exacte des pectines - au niveau structurel comme dans le contexte de la biologie et du développement cellulaire - est toujours un sujet de controverses. D’autre part, des observations soulèvent la question du rôle des fragments pectiques dans le contrôle de la floraison (Marfà et al., 1991) et les changements de communication intercellulaire observés au sein du méristème apical lors de la transition florale (Ormenese et al., 2000, 2002) impliquent des modifications biochimiques de la structure de la paroi cellulaire. Comme décrit par Liners et al. (1994), nous avons étudié par immunocytochimie (microscopie électronique et confocale) la nature, la localisation et le contenu en pectines dans des méristèmes de plantes de Sinapis en conditions végétatives ainsi que lors de la transition florale. Une diminution importante mais transitoire du contenu en homogalacturonanes de la paroi cellulaire est observée au cours des premières heures de la transition florale. Cette diminution du contenu en pectines doit être la conséquence d’une libération d’enzymes pectolytiques dont les pectine méthylestérases (PME) au niveau du méristème. Afin d’étudier l’expression des PME dans le méristème lors de la transition florale, nous avons produit et caractérisé un polysérum contre un zone extrêmement conservée des gènes de PME de S. alba./Immunocytochemical study of pectins and pectin modifications at floral transition in meristems of Sinapis alba L. By Stéphanie Sobry Abstract : Plant cell wall pectins are implicated in a large number of physiological processes. However, the exact functions of pectins – at a structural level as well as in the context of cell biology and development - are still debatable. On the other hand, observations raise the question as to whether pectic fragments are involved in the in vivo control of flowering (Marfà et al., 1991) and communication changes between the cells of the apical meristem in floral transition (Ormenese et al., 2000, 2002) imply biochemical modifications of the cell wall structure. Using immunocytochemistry (electron and confocal as described in Liners et al. (1994), we studied the nature, localization and content of pectins in meristems of Sinapis in vegetative plants and at floral transition. A marked but transient decrease of the homopolygalacturonic content of the cell wall occurs in the first hours of the transition to flowering. This pectin content decrease must be due to the release of pectolytic enzymes like pectin methylesterase (PME) in the meristem. To study PME expression in the meristem at floral transition, we raised and characterized polyclonal antibodies to highly conserved sequences of S. alba PME genes.

Les plantes de la famille des légumineuses ont la particularité d’héberger intracellulairement des bactéries du sol communément appelées rhizobia. Cette interaction symbiotique se déroule au sein de la nodosité, un organe formé de-novo au niveau racinaire. L’activité nitrogénase bactérienne y permet la réduction de l’azote atmosphérique en NH3 assimilable par la plante. Si les mécanismes moléculaires gouvernant la reconnaissance entre les deux partenaires, l’infection intracellulaire et l’organogénèse des nodosités ont été particulièrement bien décrits au cours des dernières décennies ; peu d’informations sont quant à elles disponibles sur l’origine de ce programme morphogénétique nouveau chez les Angiospermes. Les nodosités des deux légumineuses modèles Medicago truncatula et Pisum sativum sont qualifiées d’indéterminées en raison de la persistance d’un méristème en position apicale. Les nodosités des mutants noot (nodule-root) chez M. truncatula et coch (cochleata) chez le pois développent des racines ectopiques à partir des tissus vasculaires des nodosités, montrant ainsi que les nodosités et racines sont plus apparentées que leur simple comparaison anatomique ne pouvait le suggérer. En outre, l‘activité mérsitématique des nodosités est fortement perturbée chez ces deux mutants qui présentent des nodosités multilobées et élargies. Nous avons montré que les gènes MtNOOT et PsCOCHLEATA étaient orthologues aux gènes AtBLADE-ON-PETIOLE1 et 2 qui codent deux activateurs transcriptionels redondants et cruciaux pour la régulation de nombreux processus développementaux chez Arabidopsis thaliana. En raison de la forte conservation des fonctions biologiques des protéines NOOT, BOPs et COCH, notamment pour la régulation de la morphologie foliaire et florale, de l’architecture de l’inflorescence et de la formation des zones d’abscission, nous proposons que ces fonctions représentent les fonctions ancestrales de la famille des gènes NBCL (NOOT BOP COCH LIKE). L’étude de déterminants hormonaux et génétiques du méristème racinaire dans les nodosités sauvages et mutantes noot ainsi que la caractérisation de l’homéose nodule/racine nous ont permis de dégager des parallèles importants entre les tissus périphériques de la nodosité et ceux de la racine. Nous proposons donc un modèle de développement des tissus vasculaires de la nodosité par co-option du programme racinaire dont la répression est en partie assurée par NOOT. / Legume plants are able to house intracellularly soil bacteria collectively called rhizobia. This symbiotic process takes place in a new organ generally formed on the host roots, the nodule. This interaction allows atmospheric nitrogen fixation to the benefit of the plant by using the bacterial nitrogenase activity. Despite an exhaustive description of molecular determinants of this interaction allowing partners recognition, intracellular accommodation and early nodule organogenesis, less is known about cell lineage and identity of the nodule morphogenetic pathway which is thought to represent a recent acquisition during Angiosperms evolution. Nodules from model legumes such as Medicago truncatula or Pisum sativum are described as indeterminate because of the persistence of a distal meristem. The noot (nodule-root) and coch (coch) mutants, in M. truncatula and P. sativum respectively, develop ectopic roots from the nodule vasculature, suggesting that roots and symbiotic nodules are more closely related than previously admitted based on their anatomical comparison. Moreover, the meristematic activity is strongly modified in noot and coch nodules that harbor numerous and enlarged lobes. We showed that NOOT and COCH are orthologs to AtBLADE-ON-PETIOLE1 and 2 redundant transcriptional activators that represent key regulators of versatile plant developmental processes in Arabidopsis thaliana. Because of the conservation of biological functions controlled by NOOT, BOPs and COCH proteins, in particular the regulation of leaf and floral morphologies, abscission zones formation and inflorescence architecture, we proposed that such functions are inherited from a NBCLs (NOOT BOP COCH LIKE) ancestral gene. Our studies of hormonal and genetic determinants of the root meristem in noot and wild-type nodules as well as the characterization of nodule-to-root homeosis have highlighted important parallels between nodule peripheral tissues and roots. We thus propose a model of nodule vascular unit maintenance by the NOOT-dependent repression of a co-opted root morphogenetic program.

Les cellules végétales sont entourées d’une paroi pecto-cellulosique rigide, soudant les cellules les unes aux autres et empêchant toute migration. Lors de la mitose, le positionnement du plan de division est donc un processus fondamental dans l’organisation des tissus puisque les cellules nouvellement formées restent à leur position initiale après la cytokinèse. Chez les plantes terrestres, le plan de division est déterminé lors de la transition G2/M du cycle cellulaire par l’anneau de préprophase (PPB), une structure transitoire corticale de microtubules. Les mécanismes mis en jeu pour la formation de la PPB sont encore inconnus. L’équipe dans laquelle j’ai effectué ma thèse a identifié un complexe régulateur, le complexe TTP, composé de TON1, de la famille de protéines TON1-Recruiting-Motif (TRMs) et d’une phosphatase de type 2A où FASS est la sous-unité régulatrice. TON1 et FASS sont impliquées dans l’organisation des microtubules corticaux en interphase, et sont indispensables à la formation de la PPB. La famille des protéines TRMs, identifiée récemment, est composée de 34 membres, dont certains sont capables de se lier aux microtubules et de recruter TON1 et FASS au cytosquelette. Les profils d’expression des TRMs et les analyses génétiques préliminaires suggèrent que certaines auraient un rôle en interphase, alors que d’autres pourraient être impliquées dans la formation de la PPB. Mon projet était d’identifier et de caractériser, si elles existent, les TRMs impliquées spécifiquement dans la formation de la PPB. L’analyse des données de transcriptome a révélé qu’un des gènes de la famille TRM, le gène TRM7, présente un pic d’expression en mitose. Nous avons d'abord montré que TRM7 est spécifiquement exprimée dans les tissus en division. L’utilisation d’une fusion génomique TRM7-3xYpet indique d'autre part que la protéine TRM7 n’est exprimée qu’au stade G2/M. Elle est localisée à la PPB et disparaît en début de métaphase, peu après dépolymérisation de la PPB. TRM7 est ainsi le seul marqueur spécifique de la PPB identifié à ce jour chez les plantes, puisque toutes les autres protéines localisées à la PPB marquent également les autres structures mitotiques ou le cytosquelette d’interphase. TRM7 fait partie d’un sous-groupe de trois TRM partageant environ 74% de similarité de séquence. L’analyse phénotypique du mutant trm7, ainsi que celui du triple mutant trm6 trm7 trm8 a montré que ce sous-groupe de protéines joue un rôle majeur dans la formation de la PPB. Près de la moitié des cellules du mutant trm7 présentent un stade préprophase aberrant alors que 100% des cellules du triple mutant au stade G2/M sont affectées, la très grande majorité se divisant sans former de PPB. Étonnamment, la morphologie de ces mutants est peu perturbée et le phénotype n’est en rien comparable au syndrome développemental sévère des mutants ton1 ou fass dépourvus de PPB. De plus, les plans de division ne sont pas aléatoires comme c’est le cas pour les mutants ton1 et fass. Nos résultats permettent donc d'apporter une nouvelle lumière sur le rôle de la PPB dans la détermination du plan de division. Pour la première fois, grâce au triple mutant trm6 trm7 trm8, nous avons réussi à découpler les fonctions interphasiques de la fonction mitotique du complexe TTP, ce qui était jusqu’alors impossible chez les mutants ton1 ou fass où les défauts en interphase et les défauts dus à l’absence de PPB étaient indissociables. Tous les composants du complexe TTP partageant des similarités avec des protéines centrosomales animales faisant partie du même complexe, nous avons exploré dans un projet annexe, la conservation des interactions au sein du complexe animal. Nous avons pu mettre en évidence, grâce au système double-hybride chez la levure, des interactions entre protéines animales et protéines végétales. / Plant cells are embedded within a semi-rigid pecto-cellulosic cell wall that prevents cell migration. As a consequence, three-dimensional cellular organization of tissues mostly results from polarized cell division, since new cells remain in place after mitosis with no possibility for subsequent relocation. In land plants, the division plane is determined pre-mitotically, during the G2 to M phase transition by the preprophase band (PPB), a transient, premitotic microtubule array. The molecular pathways leading to preprophase band formation are still largely unknown. Our team has identified a regulatory complex, the TTP complex, composed of TON1, TRM and a Protein Phosphatase 2A complex with FASS as the regulatory subunit. Both TON1 and FASS have been shown to be involved in cortical microtubules organization during both interphase and PPB formation. The TRM super family is a newly identified protein family composed of 34 members, some of which are microtubule-associated proteins able to recruit TON1 and FASS to the microtubules. Based on TRM expression profiles and preliminary genetic analysis, we hypothesized that some TRMs could have a role in interphase, while others could be involved in PPB formation. My project was to identify and characterize TRMs specifically involved in PPB formation, if any. Transcriptomic analysis using the Genevestigator tool revealed that one TRM gene, TRM7, has a peak of expression at mitosis. TRM7 promoter GUS fusion analysis confirmed that TRM7 is expressed in all dividing tissues and in situ hybridizations of shoot apical meristems revealed a patchy pattern of expression, typical of cell cycle-regulated genes. Remarkably, the genomic TRM7-3xYFP fusion is only expressed at the G2/M transition where it localizes to the PPB, persists beyond PPB degradation until the beginning of metaphase and then disappears. To our knowledge, this makes TRM7 the only PPB-specific marker identified in plants so far, since all other PPB-associated markers label others structures as well, both interphasic or mitotic. TRM7 is part of the TRM6-7-8 sub-family, which share 74% of similarity. Phenotypic analysis of the trm7 and trm6 trm7 trm8 triple mutant revealed a major role of this sub-group in PPB formation. Almost half trm7 cells and all trm6 trm7 trm8 cells displayed an abnormal preprophase stage, the vast majority of the triple mutant cells dividing without PPB. Surprisingly, the triple mutant phenotype is rather mild compare to the severe developmental syndrome of PPB-lacking ton1 or fass plants. Moreover, although often shifted, division plane positioning is far from being fully randomized as in ton1 and fass mutants. Our results show that, for the first time, we have fully uncoupled the mitotic function of the TTP complex from its interphasic function, contrarily to other TTP mutants analyzed so far, where division and interphase defects are indistinguishable. Moreover, these findings question the central role of the PPB in division plane positioning. All TTP components share similarities with animal proteins assembled within a complex at the centrosome. In a side project, we studied the conservation of protein interactions within the animal complex and were able to find cross-interactions between animal and plant proteins in yeast two-hybrid experiments.

Les plantes ont la capacité à former de nouveaux organes grâce à une croissance continue assurée par une réserve de cellules souches au sein de structures spécifiques, les méristèmes. Les méristèmes floraux diffèrent des méristèmes végétatifs par leur caractère déterminé aboutissant à la production des fleurs. Le gène IMA (INHIBITOR OF MERISTEM ACTIVITY) code une protéine contenant un motif «doigt à zinc» (MIF) régulant les processus développementaux de la fleur et des ovules chez la tomate. En effet, IMA inhibe la prolifération cellulaire au cours de la terminaison florale en agissant sur l’expression du gène WUSCHEL, responsable du maintien du pool de cellules souches et contrôle le nombre de carpelles (Sicard et al., 2008). De plus, les protéines IMA et son orthologue chez Arabidopsis, MIF2, modulent la réponse à certaines phytohormones. De manière identique à la protéine MIF1 (Hu and Ma, 2006), IMA/MIF2 régule négativement la réponse aux brassinostéroïdes, à l’auxine, aux cytokinines et aux gibbérellines mais positivement la réponse à l’acide abscissique suggérant une fonction commune des protéines MIF dans les voies de réponse aux phytohormones. Un criblage d’une banque d’ADNc par la technique de double hybride a permis de révéler l’interaction entre les protéines IMA/MIF2 et une sous-unité du complexe signalosome, CSN5. De façon intéressante, les plantes mutantes csn5 d’Arabidopsis montrent de nombreuses altérations phénotypiques telles qu’un aspect buissonnant résultant de la perte de la dominance apicale, et une altération de la réponse à l’obscurité et à l’auxine. Ces phénotypes sont fortement ressemblants aux phénotypes des plantes MIF1OE d’Arabidopsis (Hu and Ma, 2006) et des plantes IMAOE de tomate (Sicard et al., 2008). Les résultats obtenus au cours de ce projet montrent que la protéine IMA inhibe la fonction du complexe signalosome grâce à son interaction avec la protéine CSN5. / Plants have the ability to form new organs as a result of indeterminate growth ensured by specific regions of pluripotent cells, called meristems. Flowers are produced by the activity of floral meristems which differ from vegetative meristems in their determinate fate. The INHIBITOR OF MERISTEM ACTIVITY (IMA) gene encoding a Mini Zinc Finger (MIF) protein from tomato (Solanum lycopersicum) regulates the processes of flower and ovule development. IMA inhibits cell proliferation during floral termination, controls the number of carpels during floral development and acts as a repressor of the meristem organizing centre gene WUSCHEL (Sicard et al., 2008). We demonstrated that IMA and its Arabidopsis ortholog MIF2 is also involved in a multiple hormonal signalling pathway, as a putative conserved feature for plant MIF proteins (Hu and Ma, 2006). Alike Arabidopsis MIF1, IMA/MIF2 regulates negatively BR, auxin, cytokinin and gibberellin signalling and positively ABA signaling. Using yeast two-hybrid screening experiments, we identified a strong protein-protein interaction between IMA and the signalosome subunit 5 (CSN5). Interestingly the csn5 mutant in Arabidopsis displays pleiotropic developmental defects such as a bushy phenotype originating from the loss of apical dominance and the alteration in sensitivity to darkness and auxin signals. These phenotypes are strikingly similar to what was described for Arabidopsis MIF1 (Hu and Ma, 2006) and tomato IMA overexpressors plants (Sicard et al., 2008), respectively. Taken together our data strongly suggest that IMA may act as an inhibitor of CSN function through its physical interaction with SlCSN5. The observed converse effects of IMA/MIF2 overexpression or deregulation on plant development and the abundance of developmental marker genes further support the notion of a CSN inhibitory control, since the COP9 signalosome through the specific deneddylation activity of the CSN5 subunit regulates plant hormone signalling.

Le développement des plantes repose sur le fonctionnement des méristèmes qui sont à la base de la production des organes durant toute la vie post-embryonnaire de la plante. Ce développement repose également sur la définition de frontières d'une part entre les méristèmes et les organes et d'autre part entre les organes. Les gènes NAM/CUC3 de la famille de facteur de transcription à domaine NAC et leur microARN régulateur miR164, jouent un rôle important dans de tels mécanismes chez les eudicotylédones. En plus de leur rôle dans la définition de frontières, ces gènes sont nécessaires à la formation du méristème apical durant l'embryogenèse, et au contrôle de l'architecture de la plante et de ses organes. Sur la base des connaissances acquises chez les eudicotylédones, se posait la question de la conservation de ces gènes et de leur régulation ainsi que leur implication dans le contrôle du développement chez les palmiers (Arecales, Arecaceae) et, de façon plus large, chez les monocotylédones. Dans ce contexte, trois gènes similaires aux gènes NAM/CUC3 ont été isolés chez le palmier à huile (Elaeis guineensis L.), EgNAM1, EgNAM2 et EgCUC3. Ces gènes sont exprimés dans les tissus méristématiques végétatifs et reproducteurs. Notre analyse a révélée une conservation du module de régulation NAM-miR164 chez cette espèce et une divergence en terme de domaine d'expression entre monocotylédones et eudicotylédones, qui pourrait être associée à des différences majeures des régions cis-régulatrices des gènes NAM. L'analyse des profils d'expression des gènes NAM/CUC3 au cours de l'embryogenèse somatique précoce indique des similarités entre le palmier à huile, le maïs et le riz, ainsi qu'une conservation de la régulation via l'auxine comme observé chez Arabidopsis thaliana. Cependant, même si une régulation post-transcriptionnelle via miR164 a été détectée au cours de l'embryogenèse somatique, la répression par l'auxine semble essentiellement transcriptionelle. / Plant development depends on functioning of meristems, which are at the base of organ production during the post-embryonic phase. The development depends also on the definition of boundaries between meristem and primordia but also between organs. NAM/CUC3 genes belonging to the NAC domain transcription factor family and their microRNA regulator miR164 play an important role in these mechanisms in eudicot species. In addition to their role in boundary definition, they are involved in the establishment of the shoot apical meristem during embryogenesis and in the control of the plant and organ architectures. On the basis of data from eudicot species, the conservation of these genes and their regulation, and their involvement in meristem functioning in palm species (Arecales, Arecaceae) and more generally in monocot species was still an open question. In this context, three NAM/CUC3-related genes have been isolated in oil palm (Elaeis guineensis L.), EgNAM1, EgNAM2 and EgCUC3. Theses genes are expressed in both vegetative and reproductive meristematic tissues. Our analysis revealed the conservation of the NAM-miR164 regulatory module in this species and a divergence in term of expression pattern between monocots and eudicots, which may be related to differences in cis-regulatory regions of NAM genes. In contrast the expression pattern of NAM/CUC3 during somatic embryogenesis indicates similarity in the timing of expression between oil palm, maize and rice and also a conservation of the auxin-dependent regulation of NAM genes during this developmental phase as observed in Arabidopsis thaliana. However, even if miR164-dependent post-transcriptional regulation of NAM genes was detected during somatic embryogenesis, auxin-dependent repression seems to be essentially through transcriptional regulation.

La protéine kinase TOR (Target Of Rapamycin) a été identifiée chez la levure et les mammifères comme participant à deux complexes protéiques qui servent de carrefour entre la perception des facteurs endogènes et exogènes et la stimulation de la croissance cellulaire. Depuis la découverte de la kinase AtTOR chez Arabidopsis thaliana, des études ont été menées afin de mieux caractériser son rôle chez les plantes et l'influence de son niveau d'expression sur la régulation du métabolisme et du développement.Au cours de ce travail, j'ai contribué à l'étude de cette kinase en étudiant l'influence de l'inactivation de TOR sur la composition du ribosome au niveau protéique et sur le niveau de phosphorylation de ces protéines, ainsi que sur l'organisation du méristème au niveau moléculaire et cytologique Au cours de cette étude, j'ai montré que certaines protéines constitutives du ribosome pourraient être des cibles de l'activité TOR au niveau de leur abondance et/ou de leur état de phosphorylation. Ainsi, l'inactivation de TOR entraine une diminution du niveau de phosphorylation des protéines RPS6 et pourrait influencer l'abondance des protéines acides constitutives du stalk ribosomal, une structure importante dans la régulation de la traduction. Les résultats obtenus suggèrent également que l'activité TOR est nécessaire au maintien du méristème à l'état fonctionnel en régulant les voies importantes contrôlant la division et la différentiation au sein de cette structure.

Le phénomène de morphogenèse est le fruit de la division des cellules et de leur expansion, qui sont contrôlées de façon différentielle selon les types cellulaires et les tissus. Dans le cas des plantes, le méristème apical caulinaire (MAC) produit de façon continue les organes aériens à partir de primordia qui sont initiés suite à l’accumulation locale d’une hormone végétale, l’auxine. Pour étudier le processus de formation des organes aériens, nous utilisons l’inflorescence d’Arabidopsis thaliana, dont les fleurs sont mises en place selon un patron régulier à partir de cellules dérivées de cellules souches. Au cours de ce processus, ARF5/MP– un facteur de réponse à l’auxine se liant à l’ADN – joue un rôle central. Une fois activé, il induit l’expression des facteurs de transcription LEAFY, AINTEGUMENTA et AINTEGUMENTA-LIKE6, qui sont nécessaires pour la spécification de l’identité florale et pour la croissance proliférative. A l’échelle cellulaire, des excroissances latérales sont initiées suite à des hétérogénéités locales de croissance. Dans les cellules végétales, ces différences sont dues à des modifications de la paroi cellulaire impliquant l’auxine et ses cibles, qui induisent des variations dans la dynamique des microtubules corticaux résultant en des changements de direction de croissance. Dans une moindre mesure, l’auxine diminue la rigidité des parois cellulaires préalablement à la formation d’un nouvel organe, conduisant à des changements de taux de croissance. Ceci est corrélé à l’activation transcriptionnelle de nombreux gènes qui sont impliqués dans les modifications de la paroi. Ainsi, la voie de signalisation de l’auxine régule l’initiation des primordia en intégrant d’une part l’activation d’un réseau de régulation transcriptionnelle et, d’autre part, la rigidité et l’anisotropie de la paroi cellulaire, impactant directement le taux et la direction de croissance.Cette thèse soutient l’idée selon laquelle l’initiation des organes dans le MAC repose sur des boucles de rétroaction là où des changements locaux de propriétés de la paroi cellulaire influent sur le réseau moléculaire. Il est probable que d’autres hormones soient nécessaires afin de canaliser l’initiation des organes. / The process of morphogenesis is driven by cell division and expansion, which are controlled ina differential manner among cell types and tissues. In plants, the above ground organs arecontinuously produced by the shoot apical meristem (SAM), where the initiation of newprimordia is triggered by the local accumulation of the plant hormone auxin. We study theprocess of morphogenesis in the inflorescence of Arabidopsis thaliana, where flowers areformed in a regular pattern from the SAM.The DNA-binding auxin response factor ARF5/MP plays a central role in the initiation offlowers. After its activation, it induces the expression of LEAFY, AINTEGUMENTA andAINTEGUMENTA-LIKE6 transcription factors necessary for the specification of floralidentity and proliferative growth. However, at the cellular level, the initiation of lateraloutgrowths depends on regional differences in growth. In plant cells, these processes areregulated via modifications of the cell wall. Auxin and its downstream targets are also involvedin these processes, by activating changes in the dynamics of the cortical microtubules, whichresult in changes in growth direction. Auxin also slightly reduces wall rigidity prior to organoutgrowth in the SAM, which results in changes in growth rate. This is correlated with thetranscriptional activation of a number of cell wall modifying genes.Thus, auxin signaling regulates primordium initiation by integrating the activation of atranscriptional regulatory network and both the stiffness and anisotropy of the cell wall, whichdirectly influence the rate and direction of growth.The findings of this thesis provide evidence indicating that the mechanisms of organ initiationat the SAM involve feedbacks where changes in the local properties of the cell wall influencethe molecular regulation of the transcriptional regulatory network. Our results suggest that thismight require the influence from other hormones, different from auxin, that funnel theinitiation of lateral outgrowths.

L'auxine régule la croissance et le développement des plantes grâce aux facteurs de transcription de la famille des "AUXIN RESPONSE FACTOR" (ARF). Chez Arabidopsis thaliana en particulier, ARF5, 6, 7, 8 et 19 activent l'expression de gènes cibles en réponse à l'auxine. Ces cinq ARF activateurs contrôlent de façon plus ou moins redondante des processus divers au cours du développement de la plante, notamment la régulation des croissances au niveau des méristèmes racinaires et aériens ainsi que la formation des racines latérales ou des méristèmes axillaires.Chacun de ces cinq ARF activateurs présente des patrons d'expression uniques dans chacun des tissus racinaires et aériens, en association avec leurs fonctions particulières. Il est probable que cette expression tissu-spécifique trouve son origine dans un contrôle différencié de leur transcription. Dans cette étude, des régulateurs amonts de la transcription de ARF5, 6, 7, 8 et 19 ont été identifiés par une méthode haut-débit de crible simple hybride en levure (Y1H). Une procédure d'expression transitoire en protoplastes a permis de confirmer que l'expression de chaque ARF activateur est contrôlée par des régulateurs spécifiques, dont la majorité se comportent comme des répresseurs de la transcription des ARF in planta. Parmi les régulateurs identifiés, les facteurs de transcription ont été étudiés grâce à des mutants pour préciser les interactions in planta. Ces mutants montrent des phénotypes développementaux typiques de perturbations de l'auxine dans les racines et les tiges : altérations des cinétiques de croissance, de l'émergence des organes latéraux ou de réponses à l'auxine et modification de l'expression des ARF activateurs.Par ailleurs, ce travail aborde également les dialogues entre les voies de signalisation de l'auxine et des cytokinines, et en particulier le rôle de ces interactions dans le développement des racines et des tiges. Une des interactions identifiées dans le crible Y1H est la répression de ARF7 par CRF10, un gène membre de la famille des "Cytokinin Response Factors". Nous avons mis en évidence l'importance de cette interaction pour le maintien de l'architecture du méristème apical racinaire, pour la sénescence des feuille et pour la réponse phototropique à la lumière bleue dans les hypocotyles. / Auxin regulates plant growth and development through the transcription factors of the AUXIN RESPONSE FACTOR (ARF) gene family. Most notably in Arabidopsis thaliana ARF5, 6, 7, 8 and 19 activate expression of target genes in response to auxin. These five ARF activators control both variable and overlapping processes during plant development including regulation of growth at the root and the shoot apical meristems, lateral root and axillary shoot formation. Each of the five ARF activators shows unique tissue-specific expression patterns in the root and the shoot associated with their distinct functions. This tissue-specific expression is likely derived from the differences in the control of ARF activator transcription. In this study the upstream regulators of ARF5, 6, 7, 8 and 19 transcription were identified. This was achieved by utilizing a high-throughput yeast one-hybrid (Y1H) method. The transient protoplast assay revealed that each ARF activator is controlled by specific transcriptional regulators and that the majority of these regulators are repressors of ARF transcription in planta. Mutants of the regulatory transcription factors were utilized to additionally investigate the interactions in planta. These mutants display auxin-related developmental phenotypes in the root and the shoot including alternations in growth kinetics, emergence of lateral organs, responses to auxin and altered expression of ARF activators. Furthermore, this study additionally focuses on cross-talk between the auxin and cytokinin signaling pathways and its role in root and shoot development. One of the interactions identified in the Y1H screen is a repression of ARF7 by CRF10, a member of the Cytokinin Response Factors gene family. The importance of this interaction in maintaining architecture of the root apical meristem, in leaf senescence and in the phototropic response to blue light in hypocotyls is studied.

La protéine kinase TOR (Target Of Rapamycin) a été identifiée chez la levure et les mammifères comme participant à deux complexes protéiques qui servent de carrefour entre la perception des facteurs endogènes et exogènes et la stimulation de la croissance cellulaire. Depuis la découverte de la kinase AtTOR chez Arabidopsis thaliana, des études ont été menées afin de mieux caractériser son rôle chez les plantes et l’influence de son niveau d’expression sur la régulation du métabolisme et du développement.Au cours de ce travail, j’ai contribué à l’étude de cette kinase en étudiant l’influence de l’inactivation de TOR sur la composition du ribosome au niveau protéique et sur le niveau de phosphorylation de ces protéines, ainsi que sur l’organisation du méristème au niveau moléculaire et cytologique Au cours de cette étude, j’ai montré que certaines protéines constitutives du ribosome pourraient être des cibles de l’activité TOR au niveau de leur abondance et/ou de leur état de phosphorylation. Ainsi, l’inactivation de TOR entraine une diminution du niveau de phosphorylation des protéines RPS6 et pourrait influencer l’abondance des protéines acides constitutives du stalk ribosomal, une structure importante dans la régulation de la traduction. Les résultats obtenus suggèrent également que l’activité TOR est nécessaire au maintien du méristème à l’état fonctionnel en régulant les voies importantes contrôlant la division et la différentiation au sein de cette structure. / The TOR (Target Of Rapamycin) kinase has first been identified in yeast and mammals as being part of two different protein complexes that are implicated in the stimulation of cell growth in response to endogenous and exogenous stimuli. Since the discovery of this kinase in Arabidopsis, some studies have been led to characterize its role in plants and the influence of its expression level on the metabolism and development regulation.In this study, I worked on the influence of the TOR inactivation on the composition of the ribosome on its protein composition and on the phosphorylation status of these proteins and also on the organisation of the meristem at a molecular and cellular level.Regarding to the results I have obtained, I showed that TOR may regulate the abundance and/or the phosphorylation status of some proteins involved in the ribosome composition. Hence, TOR inactivation leads to a decrease of the phosphorylation level of RPS6 proteins and could regulate the abundance of acid proteins constitutive of the ribosomal stalk, a structure important for the translation regulation. The results obtained also suggest that TOR activity may be necessary to keep the meristem functional by the regulation of the main important pathways controlling division and differentiation in that structure.

Le caféier Coffea arabica var. Laurina, aussi appelé Bourbon Pointu, est apparu à la Réunion suite à une mutation spontanée de la variété Bourbon. Cette mutation Laurina, monolocus et récessive, a des effets pléiotropiques qui différencie le Bourbon pointu du Bourbon. Au niveau morphologique, elle se caractérise par un nanisme, un port pyramidal et une forme pointue de ses graines. A un niveau moléculaire, la teneur des grains en caféine est fortement réduite. Malgré des caractéristiques agronomiques d'intérêt et d'excellentes qualités organoleptiques, peu d'études sont disponibles sur ce mutant naturel. Ce travail a ainsi pour objectif d'étudier la mutation Laurina et d'en caractériser les effets afin de mieux décrire les cascades de réaction mises en place. Il se base sur la comparaison du Bourbon pointu avec sa variété parente Bourbon. Au niveau morphologique, des mesures de croissance végétative ont permis l'analyse et l'explication de la forme pyramidale du mutant. Au niveau histologique, l'étude de l'apex, centre initiateur des organes de surface, et de différents entre-noeuds de l'axe orthotrope a permis d'expliquer l'origine du nanisme en terme de division et d'élongation cellulaire. Des hypothèses quant à l'action de la mutation Laurina sur certaines hormones ont été émises à partir des résultats d'application de gibbérelline exogène. Ces études macro et microscopiques ont été couplées au niveau moléculaire à la recherche de gènes différentiellement exprimés entre les deux variétés. La comparaison des transcriptomes des deux variétés à un stade précoce post-cotylédonaire avait pour but la recherche de gènes candidats impliqués dans les premières cascades de réactions menant aux effets pléiotropiques observés. Le clonage différentiel basé sur la méthode SSH (Hybridation Suppressive Soustractive) couplé à une étape de tri à haut débit (macro-array) a été appliqué à ces fins. L'ensemble des résultats décrit plus précisément les effets pléiotropiques induits par la mutation Laurina. La description précise des effets pléiotropiques de la mutation ouvre des pistes quant à la caractérisation moléculaire de la mutation à travers une approche gène candidat.