Wood has a wide variety of uses and is arguably the most important renewable raw material. The composition of xylem cell types in wood determines the utility of different types of wood for distinct commercial applications. Using expression profiling and phylogenetic analysis, we identified many xylem-associated regulatory genes that may control the differentiation of cells involved in wood formation in Arabidopsis and poplar. Prominent among these are NAC-domain transcription factors (NACs). In addition to their roles as regulators of xylem differentiation, NACs are regulators of meristem development, organ elongation and separation. We studied a subset of Populus and Arabidopsis NACs with putative involvement in xylem cell expansion and elongation (XND1/ANAC104, PopNAC118, PopNAC122, PopNAC128, PopNAC129), and secondary cell wall synthesis (ANAC073, PopNAC105, PopNAC154, PopNAC156, PopNAC157). Using quantitative Real-Time PCR, we evaluated expression of the selected Populus NACs in a developmental gradient and in response to bending stress. We prepared transgenic Arabidopsis and Populus plants with increased or decreased expression of select NAC genes. For dominant repression of target gene expression, we evaluated transgenic plants expressing translational fusions of NAC-EAR (ERF amphiphilic repressor) chimeras through chimeric repressor silencing-technology (CRES-T). XND1 overexpression in Populus and Arabidopsis resulted in severe stunting and suppression of xylem differentiation. Overexpression of PopNAC122, an XND1 ortholog, yielded an analogous phenotype in Arabidopsis. Populus XND1 overexpressors lacked phloem fibers and showed a reduction in cell size and number, vessel number and frequency of rays. Knowledge gained through characterization of these wood-associated regulatory genes can be used to optimize molecular breeding and genetic engineering strategies for improved wood quality and increased biomass. / Master of Science

Seed desiccation and germination have great potential for oxidative stress. Glutathione, one of the most abundant antioxidants in plant cells, is a crucial to the plant's defense mechanisms. To better understand glutathione's responses during these two stages, we examined its dynamics in wildtype Arabidopsis seeds and in a transgenic line containing an antisense glutathione reductase2 (anGR2) cDNA insert. Seeds from the two genotypes were compared morphologically. Glutathione levels in maturing and germinating seeds were measured by HPLC, and GR activity by native PAGE. Cytosolic glutathione was measured in situ by confocal laser scanning microscopy. Stress in the form of natural and accelerated ageing, and germination at high and low temperature and at low water potential was applied to both WT and anGR2 seeds to test vigor. Results show similar glutathione levels and GR activity (except during late imbibition) in WT and anGR2. In both genotypes, GSH/GSSG ratio increased and GR activity decreased during seed maturation. During imbibition, the glutathione pool becomes very reduced (<1% GSSG) and in WT seeds, GSH levels increase mostly by GSSG recycling. Cytosolic GSH in embryonic epidermal cells was estimated to be 1.1-1.6 mM. AnGR2 seeds aged faster, and were less tolerant of heat and drought stress than WT. Accumulation of glutathione during maturation indicated that glutathione is a major antioxidant in the seed during storage. Changes in GSH levels during imbibition coincided with ROS production during radicle protrusion. Under stress conditions, anGR2 seeds showed lower vigor, indicating perturbations in the ROS scavenging systems particularly GR2. / Master of Science

<p dir="ltr">Exocytosis is crucial for delivering proteins, lipids, and cell wall polysaccharides to the plasma membrane and extracellular spaces, playing a vital role in normal plant development as well as responses to biotic and abiotic stresses. One key molecular player, the exocyst, is an octameric protein complex that tethers secretory vesicles to the plasma membrane (PM). Chapter 1 is a literature survey that introduces the function of the exocyst, as well as the characterization of Endosidin2 (ES2), a synthetic molecule that targets the EXO70 subunit of exocyst. This chapter also defines existing knowledge gaps in the profiling of cargo proteins trafficked by the exocyst and the identification of novel modulators of exocytosis. Chapter 2 employs a comparative proteomics approach to examine the changes of PM proteome of root cells following ES2-treatment. Proteins with decreased abundance at the PM were considered candidate cargo proteins of ES2-targeted trafficking and several were validated with quantitative live-cell imaging. Chapter 3 describes the use of ES2 as a tunable and reversible chemical genetics tool as demonstrated by the development and deployment of a large-scale mutant screen in Arabidopsis that identified 70 <u>ES2</u>-hyper<u>s</u>ensitive mutants (<i>es2s</i>). Among these, candidate mutations for 14 non-allelic lines were mapped and reported. T-DNA insertion lines were subsequently screened as alternative alleles to identify causal mutations. In Chapter 4, the causal mutation of <i>es2s-15-12</i> was confirmed as <i>ArgJ</i> with a second T-DNA insertion mutant allele as well as genetic and chemical complementation. <i>ArgJ</i> encodes an enzyme in the arginine biosynthesis pathway. It was demonstrated that arginine biosynthesis deficiency synergizes with ES2 to inhibit root growth in Arabidopsis. Root growth in <i>argj</i> mutants was not hypersensitive to other inhibitors with different modes of action, such as LatB, ES9-17, and BFA. Additionally, roots of <i>argj-1</i> displayed a reduced abundance of PIN2 at the apical PM in epidermal cells; however, PIN2 polar distribution was not further reduced by ES2 treatment. Our findings point to a functional connection between arginine metabolism and exocytosis. Chapter 5 discusses potential future directions and experiments, including technological advances and the testing of new hypotheses. Overall, this study presents a detailed application of chemical genetics to dissect the exocytosis process in Arabidopsis and uncovers novel modulators of exocytosis in plants.</p>

Les mouvements stomatiques sont dus à des changements importants du volume des cellules de garde. Un rôle des canaux hydriques membranaires (aquaporines) dans ces processus a été proposé mais n'a jamais été démontré. Des analyses transcriptomiques indiquent que plusieurs aquaporines de la membrane plasmique (PIPs), dont AtPIP1;2 et AtPIP2;1, sont exprimées dans la cellule de garde. Dans ce travail, nous avons étudié la fonction de ces deux aquaporines dans les mouvements stomatiques. Les stomates des mutants d'insertion pip1;2 et pip2;1 montrent une ouverture normale à la lumière et aux faibles concentrations en CO2, une fermeture normale en réponse à l'obscurité et aux fortes concentrations en CO2, mais sont quasiment insensibles à la fermeture induite par l'ABA. Le rôle d'AtPIP1;2 et d'AtPIP2;1 dans le transport d'eau a été testé en mesurant la perméabilité hydrique de protoplastes (Pf) à l'obscurité, à la lumière ou à la lumière et en présence d'ABA. Le Pf des protoplastes de cellules de garde de pip2;1 est réduit de façon significative, spécifiquement en présence d'ABA. Comme la production extracellulaire de peroxyde d'hydrogène (H2O2) est essentielle pour la signalisation intracellulaire de l'ABA, nous avons également étudié la possibilité qu'AtPIP1;2 et AtPIP2;1 facilitent la diffusion de l'H2O2 à l'intérieur des cellules de garde en réponse à l'ABA. La cinétique d'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène est abolie dans les cellules de garde chez pip2;1, mais pas chez pip1;2. Par ailleurs, dans d'autres types d'approches, nous avons étudié la régulation de ces deux aquaporines après production en levure Pichia pastoris et reconstitution fonctionnelle en protéoliposomes. Une analyse structure fonction a été réalisée avec succès pour AtPIP2;1. Elle montre que le résidu His199 est impliqué dans l'inhibition de l'activité de cette isoforme par les protons et les cations divalents. A l'inverse, le résidu Arg124 rend AtPIP2;1 complètement insensible au calcium, mais n'altère pas sa sensibilité aux protons. La surexpression de formes dérégulées d'AtPIP1;2 et d'AtPIP2;1 dans, respectivement, les mutants pip1;2 et pip2;1, indique que les régulations de l'activité intrinsèque de ces isoformes sont importantes pour leurs fonctions stomatiques. L'ensemble des résultats suggère qu'AtPIP1;2 et AtPIP2;1 ont des fonctions majeures et distinctes dans le transport d'eau et d'H2O2 lors de la fermeture stomatique induite par l'ABA chez Arabidopsis thaliana. / Stomatal movements are mediated by drastic changes in guard cell volume. A role in these processes for water channel proteins named aquaporins has been proposed but not demonstrated. Transcriptome analyses have indicated that several plasma membrane aquaporins (PIPs) including AtPIP1;2 and AtPIP2;1 are expressed in Arabidopsis thaliana guard cells. In the present work, we investigated the function of these two aquaporins in stomatal movements. The stomata of pip1;2 and pip2;1 knock-out mutants showed a normal opening response to light and low CO2, a normal closing response to darkness and high CO2, but were almost insensitive to abscisic acid (ABA)-induced stomatal closure. A direct role of AtPIP1;2 and AtPIP2;1 in water transport was investigated by measurement of guard cell protoplast water permeability (Pf) under darkness, light and light with ABA. The Pf of pip2;1 guard cell protoplasts was significantly reduced, specifically in the presence of ABA. As extracellular hydrogen peroxyde (H2O2) production is essential for intracellular ABA signalling, we also investigated the possibility that AtPIP1;2 and AtPIP2;1 facilitate the diffusion of H2O2 through the guard cell plasma membrane. Time-dependent accumulation of reactive oxygen species in response to ABA was abolished in pip2;1 but not pip1;2 guard cells. In another type of approach, the regulation of the two aquaporins was investigated after production in the yeast Pichia pastoris and functional reconstitution in proteoliposomes. Structure-function analysis was achieved in the case of AtPIP2;1, showing that cytoplasmic residue His199 is involved in both divalent-cation- and proton-mediated gating. In contrast, mutation of Arg124 rendered AtPIP2;1 largely insensitive to calcium while remaining fully sensitive to protons. Over-expression of deregulated forms of AtPIP1;2 and AtPIP2;1 in pip1;2 and pip2;1, respectively, indicated that the gating regulation of these proteins may play an important role in their guard cells functions. Altogether, our results suggest that AtPIP2;1, and to a lesser extent AtPIP1;2, play important and distinct roles in water and H2O2 fluxes during ABA-induced stomatal closure in Arabidopsis thaliana.

Les bactéries Pectobacterium sont classées parmi les agents pathogènes les plus importants économiquement pour la culture de la pomme de terre. Au cours des dernières années, une augmentation des maladies dues à ces bactéries a pu être observée. Le but de ce travail de thèse était d’analyser certains aspects de la diversité liés aux Pectobacterium sp à savoir : (i) la diversité génétique liée aux régulateurs du pouvoir pathogène de la bactérie (ii) la diversité de virulence et d’agressivité des souches de Pectobacterium vis-à-vis de leurs hôtes et (iii). Le rôle et la diversité des effets induits par le lipopolysaccharides (LPS), composants de la surface bactérienne de bactéries phytopathogène ou non phytopathogène. Ce travail de thèse souligne également le rôle potentiel que pourrait jouer ces molécules LPS dans le biocontrôledes Pectobacterium sp. Différentes expérimentations cellulaires et moléculaires allant de l’identification de la bactérie à la compréhension des voies de signalisation ont été utilisées. Les résultats obtenus nous ont permis de montré, en premier lieu que, le séquençage du gène pmrA, gène connu pour être impliqué dans la régulation du pouvoir pathogène desPectobacterium, est un outil moléculaire complémentaire d’identification de sous espèces de Pcc et pourrait être aussi un moyen efficace d’évaluation de la diversité génétique intraspécifique. Dans un second temps, nous avons montré que les cultures cellulaires d’Arabidopsis thaliana pourraient être un modèle végétal d’évaluation de l’agressivité des Pectobacterium. Ceci a été obtenu par quantification des cinétiques de trois paramètres associés à la pathogénie de ces bactéries à savoir : l’activité des pectate-lyases, déterminant majeur du pouvoir pathogène des Pcc, la fuite des électrolytes, considérée comme un marqueur précoce de la mort cellulaire, et la mort cellulaire des cultures elle-même. Enfin nous avons également montré que les effets induits par les LPS chez les cellules d’Arabidopsis thaliana sont dépendant du type bactérien. En effet Les résultats obtenus nous ont permis de mettre en évidence trois types de réponses différentes aux LPS en fonction de leur origine: les réponses identiques (régulation des flux d’ions), des réponses communes mais présentant des intensités et de cinétiques différentes (production de ROS, induction de gènes de défense) et des réponses spécifiques (induction d’une PCD, alcalinisation du milieu). Ces résultats indiquent que différentes voies de signalisation pourraient être activées chez Arabidopsis thaliana. Ils nous ont permis également de mieux comprendre l’implication des LPS dans le biocontrôle contre les Pectobacterium sp. / Pectobacterium are classified among the most economically important pathogens of culture of potato. Recently, an increase in diseases caused by these bacteria was observed. The work presented in this thesis has allowed highlighting some aspects on diversity associated with Pectobacterium sp namely: (i) genetic diversity related with the pathogenicity of thebacterium (ii) the diversity in virulence and aggressiveness of Pectobacterium strains on its hosts and (iii) the role and the diversity of effects induced by lipopolysaccharide (LPS), bacterial surface components of phytopathogenic and non- phytopathogenic bacteria. First, we have demonstrated that sequencing the pmrA gene, known to be involved in the regulation of pathogenicity of Pectobacterium, is an additional molecular tool for identification of Pectobacterium subspecies. Moreover, pmrA gene could be an effective tool for evaluation of genetic diversity within species. In a second time, we have showed that cell cultures of Arabidopsis thaliana, could be used as an alternative system to evaluate rapidly and efficiently the virulence of different Pectobacterium strains. This was achieved by quantification of different parameters associated to the pathogenesis of these bacteria namely, the activity of pectate lyases, major determinant of the pathogenicity of Pcc, the electrolyte leakage, considered an early marker of cell death and the cell death itself. Finally, our data further suggest the effects induced by LPS from different origin on Arabidopsis thaliana cells, could be different. Indeed, three different types of responses to LPS have been shown: the identical responses (regulation of ion flux), the common responses but having different intensities and kinetics (ROS production, induction defense genes) and specific responses (induction of PCD, alkalinization of the medium). These results indicate that different signaling pathways could be involved in Arabidopsis thaliana in response to LPS and allowed us to highlight the potential role of LPS in the biocontrol of Pectobacterium sp.

La méiose est la division cellulaire qui aboutit à la production de gamètes haploïdes. Lors de la méiose, un unique évènement de réplication est suivi de deux divisions afin de réduire la ploïdie. Lors de ces deux divisions, la cohésion entre chromatides sœurs est éliminée de façon séquentielle pour permettre la succession de deux ségrégations de chromosomes équilibrées. La progression du ‘’cycle méiotique’’ est contrôlée par des régulateurs communs à la mitose et à la méiose mais également par des mécanismes nécessitant des protéines spécifiques à la méiose. L’objectif de de mon travail de thèse était de décrypter les mécanismes moléculaires permettant l’enchainement de deux divisions équilibrées pour la production de gamètes haploïdes. Nous avons pu montrer que la protéine OSD1 inhibait l’APC/C pour permettre la progression méiotique. Nous avons également mis en évidence un réseau fonctionnel, comprenant OSD1, CYCA1;2/TAM et TDM, indispensable à trois étapes clés de la progression méiotique chez Arabidopsis ; la transition prophase-méiose I, la transition méiose I-méiose II et la sortie de méiose. Ces travaux ont également permis de caractériser chez Arabidopsis les deux paralogues de Shugoshin, qui sont des protéines conservées et impliquées dans la protection de la cohésion centromérique. Nous avons également identifié Patronus comme un nouveau protecteur de la cohésion centromérique en méiose. Les résultats obtenus suggèrent que Patronus est un régulateur de l’APC/C qui permet d’empêcher l’élimination de la cohésion centromérique en interkinèse méiotique. / Meiosis is a specialized type of cell division that generates haploid gametes. At meiosis, two divisions follow a single DNA replication event leading to ploidy halving. A stepwise sister chromatids cohesion release also occurs to allow the two successive balanced rounds of chromosome segregation. In addition to general cell-cycle regulators, meiosis requires specific proteins. The aim of this thesis was to understand the molecular mechanisms leading to two successive balanced chromosome segregations. We show that OSD1 promotes meiotic progression through APC/C inhibition and we identified a functional network between OSD1, CYCA1;2/TAM and TDM in Arabidopsis. This functional network controls three key steps of meiotic progression; the prophase-meiosis I transition, the meiosis I-meiosis II transition and the meiosis exit. In addition, we characterized the two Arabidopsis thaliana Shugoshin paralogs, which are conserved proteins involved in sister chromatid cohesion protection. We also identified Patronus, an uncharacterized protein, as a novel protector of meiotic centromeric cohesion. We suggest that Patronus is a novel APC/C regulator that prevents cohesins release during meiotic interkinesis. This work identified two APC/C regulators essential for meiosis in Arabidopsis thaliana.

Les mécanismes de perception du phosphate chez les plantes ainsi que la mise en place des réponses à une carence demeurent relativement méconnus. On explique le nombre restreint d'éléments identifiés jusqu'ici par la complexité des mécanismes mis en jeu, impliquant probablement une redondance fonctionnelle. Ce travail de thèse avait pour but de contourner cet obstacle pour tenter d'apporter de nouveaux éléments de compréhension de la réponse à la carence en phosphate chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Une approche de génétique chimique a donc été utilisée pour isoler une famille de molécules (les Phosphatins) inhibant de nombreuses réponses induites par la carence phosphatée. Elles agissent aussi bien au niveau de la réponse morphologique que métabolique. Ceci révèle l'existence de blocages génétiques limitants la croissance des plantes en condition de carence en phosphate. Cette étude suggère aussi l'existence de « cross talks » potentiels ou de mécanismes redondants ignorés jusqu'ici entre les réponses morphologiques et biochimiques. / The plant mechanism of phosphate perception and responses pathways to a starvation are still poorly understood. We explain that only few elements have been identified so far by the complexity of the mechanisms involved, probably coupled with functional redundancy. The aim of this work was to bypass this obstacle in order to deep our knowledge on the understanding of the phosphate starvation response in the plant model Arabidopsis thaliana. A chemical genetic approach was used to isolate a drug family (the Phosphatins) inhibiting several responses induced by a phosphate starvation. They act both on morphological and metabolic response. This reveals the existence of genetic blocking limiting plant growth under conditions of phosphate deficiency. This study also suggests the existence of potential "cross talks" or redundant mechanisms hitherto unknown between morphological and biochemical responses.

L’auto-incompatibilité est une barrière génétique qui permet à une plante de reconnaître et rejeter son propre pollen tout en acceptant le pollen d’individus moins apparentés d’un point de vue génétique. Chez les Brassicacées, l’auto-incompatibilité est contrôlée par un locus hautement polymorphe appelé le locus S, qui contient les déterminants mâle et femelle. Le stigmate exprime le déterminant femelle de l’auto-incompatibilité, S-LOCUS RECEPTOR KINASE (SRK). Chez Brassica oleracea, la localisation subcellulaire d’SRK est unique en son genre : le récepteur est localisé principalement au niveau des endosomes et dans une moindre mesure à la membrane plasmique.Nous avons étudié la fonction de la localisation endosomale de SRK chez Arabidopsis thaliana. Premièrement, nous avons réintroduit l’auto-incompatibilité chez Arabidopsis thaliana grâce à l’expression d’un allèle fonctionnel de SRK en provenance d’Arabidopsis lyrata (une espèce auto-incompatible). Deuxièmement, nous avons montré qu’un mutant perte de fonction de DYNAMIN-RELATED PROTEIN1A, une protéine requise pour l’endocytose, abolissait l’auto-incompatibilité. Nos résultats suggèrent que l’endocytose est requise pour l’auto-incompatibilité, et que SRK pourrait activer sa voie de signalisation depuis les endosomes. / Self-incompatibility is a genetic barrier by which a plant recognizes and rejects its own pollen while allowing pollen from more distantly related plants to germinate. In the Brassicacea family, it is controlled by a highly polymorphic locus called the S-locus, which contains the male and female determinants of self-incompatibility. The stigma expresses the female determinant of self-incompatibility, the plant receptor kinase (PRK) S-LOCUS RECEPTOR KINASE (SRK). In Brassica oleracea, SRK has a unique subcellular localization among PRK: the receptor is mostly localized in endosomes and to a lesser extent at the plasma membrane.We investigated the function of the endosomal localization of SRK in Arabidopsis thaliana. Firstly, we reintroduced self-incompatibility in Arabidopsis thaliana by expression of a functional SRK allele from Arabidopsis lyrata (a self-incompatible species). Secondly, we showed that a loss-of-function mutant of DYNAMIN-RELATED PROTEIN1A, a protein required for endocytosis, abolished self-incompatibility. Our results suggest that endocytosis is required for self-incompatibility, and that SRK may be signaling from endosomal compartments.

L’activité de croissance des plantes se trouve souvent limitée par les conditions contraignantes de l’environnement. La salinité du sol est l’une des majeures contraintes abiotiques qui ne cesse d’envahir les surfaces cultivés chaque année. Elle entraine chez les espèces glycophytes des perturbations d’ordre osmotique, nutritionnel et métaboliques. La nutrition et le métabolisme de l’azote minéral constituent des étapes primordiales dans la synthèse des acides aminés et des composés azotés indispensables chez les plantes. Par conséquent, l’étude de l’expression des enzymes impliquées dans l’assimilation d’azote telle que l’asparagine synthétase (AS, EC 6.3.5.4) chez l’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) permet d’avancer nos connaissances sur la régulation transcriptionnelle du métabolisme azoté sous stress salin. Au cours des travaux de recherche entamés dans le cadre de cette thèse, un intérêt particulier est accordé au gène ASN2 chez Arabidopsis. Les résultats obtenus ont montré que la mutation ASN2 a accentué les effets du NaCl sur l’assimilation de l’ammonium. Le mutant asn2-1 se montre plus sensible au stress salin que le sauvage malgré que l’absence des transcrits du gène ASN2 est associé à une expression importante du gène ASN1. L’inhibition de l’activité glutamine synthétase (GS, EC 6.3.1.2), la faible activité aminatrice de la GDH (NADH-GDH, EC 1.4.1.2) sous stress salin ainsi que l’absence des transcrits ASN2 seraient à l’origine de l’accumulation de l’ammonium chez le mutant asn2-1. Toutefois, l’application exogène de l’ammonium nous a montré que l’action du NaCl sur l’expression de l’asparagine synthétase n’est pas directement liée à l’accumulation endogène d’ammonium. L’accumulation d’autres métabolites tels que l’asparagine, la glutamine et la glutamate pourrait être à l’origine des effets du sel sur l’expression des gènes ASN. / Plant growth activity is often limited by constraint environment conditions. Soil salinity is one of major abiotic stress which is becoming more problematic every year. In glycophytes species, it induced osmotic, nutritional and metabolic disturbances. The nitrogen nutrition and metabolism constitute an essential step in amino acid and nitrogen compounds synthesis in plants. Therefore, studying the expression of enzymes involved in nitrogen assimilation such as asparagine synthetase (AS, EC 6.3.5.4) in Arabidopsis thaliana will improve our knowledge on the transcriptional regulation of nitrogen metabolism under salt stress. In the present work of this thesis, a special attention was taken on AS gene (ASN2) wild type and mutants. Obtained results showed that ASN2 mutation accentuated the salt-induced effects on ammonium assimilation. The asn2-1 mutant was more sensitive to salt stress than the wild type, while the ASN2 transcript absence was associated with an important ASN1expression. The observed inhibition of glutamine synthetase (GS, EC 6.3.1.2) activity, the low aminatrice GDH (NADH-GDH, EC 1.4.1.2) activity under salt stress as well as the ASN2 transcript loss brought to an ammonium accumulation in asn2-1mutant. However, exogenous ammonium application showed that NaCl effect on asparagine synthetase expression was not directly related to the endogenous ammonium accumulation. Other metabolites accumulation such as asparagine, glutamine and glutamate could be involved in the obtained salt-effects on ASN expression in Arabidopsis.

Chez les plantes, l'oxyde nitrique (NO) est impliqué dans de nombreux processusbiologiques tels que la germination ou le développement racinaire et intervient dans les réponses àdivers stress biotiques ou abiotiques. Ainsi, en situation de stress en fer, la production de NOconstitue un événement précoce dans la voie de signalisation qui aboutit à l'induction desferritines. Les cibles du NO demeurent toutefois mal connues, mais il est établi qu'un effet majeurest la S-nitrosylation de cystéines dans les protéines. Dans ce travail, nous avons cherché àidentifier les protéines (et les cystéines) qui constituent les cibles moléculaires du NO dans deuxsituations de stress abiotique chez Arabidopsis thaliana. Dans ce but, une démarche deprotéomique post-traductionnelle dédiée, fondée sur la méthode classique dite du «Biotin-switch»(BS), a été privilégiée pour l'identification des protéines nitrosylées. Par ailleurs, afin de pouvoirévaluer les variations de nitrosylation et analyser des réponses physiologiques, nous avonsintroduit une dimension quantitative en combinant le BS à un marquage des thiols par des réactifsdifférant par la présence d'isotopes lourds (Isotope coded affinity tag, ICAT). La méthode ainsidéveloppée (BS-ICAT) a permis de caractériser des variations de nitrosylation de protéines lorsd'un stress ferrique et d'un stress salin. A côté de l'identification de cibles potentielles du NO, lesrésultats ont également attiré l'attention sur certaines limites du BS. Sur cette base, la méthodeBS-ICAT a été utilisée pour revisiter quantitativement le BS. Nous avons montré que le blocagedes thiols libres, étape initiale-clé fondant le BS, n'est que partiel et conduit à l'apparition de fauxpositifs. Simultanément, de nouveaux contrôles de spécificité ont été éprouvés. La combinaisonBS-ICAT constitue l'une des toutes premières tentatives pour la caractérisation quantitative àlarge échelle de réponses de nitrosylation. A côté d'un premier répertoire de sites de Snitrosylationchez les plantes et de l'identification de candidats potentiellement impliqués dans lesréponses aux stress en fer et en sel, l'analyse quantitative permet de proposer une utilisation du BSintégrant ses limites de façon plus contrôlée. Cette analyse souligne le besoin de méthodesalternatives où le marquage soit réalisé directement sur les nitrosothiols. / In plants, nitric oxide (NO) is involved in many biological processes such as germination or roots development and in responses to various biotic and abiotic stresses. Thereby, in iron stress situations, NO production is the earliest signaling pathway event leading to ferritins induction. NO targets remain largely unknown but it is now stated that cysteine S-nitrosylation in proteins is the main NO consequence. The present work aims at identifying NO target proteins in Arabidopsis thaliana in the context of two abiotic stresses. For this purpose, a posttranslational proteomics approach based on the classical “Biotin-Switch” method (BS) was favored to identify nitrosylated proteins. Moreover, in order to estimate changes in nitrosylation and analyze physiological responses, a quantitative dimension combining the BS and a differential isotope based labeling of thiol with the ICAT reagents (Isotope Coded Affinity Tag) was introduced. This method named BS-ICAT allowed us to characterize quantitative variations of S-nitrosylation during an iron and a salt stress. Beside the identification of potential NO targets, our results highlighted limitations of BS method through incomplete free thiol blockage, the key initial step in BS, leading to false positive identifications. Simultaneously, new control have been introduced to test the specificity of the labeling. The combination of BS and ICAT is one the first attempt to quantitatively characterize the NO response at a large scale. This quantitative analysis results in one of the first repertoire of S-nitrosylation sites in plant proteins under abiotic stress and highly suggests a careful use of BS under strict control conditions. Moreover this analysis re-enforces the emerging need for alternative methods where the labeling molecules react directly with the nitrosothiols.