Afin de caractériser sa fonction, des lignées transgéniques de type ihpRNA ont été produites pour induire une inactivation spécifique du gène AtMLH1 chez Arabidopsis thaliana. Elles ont été générées en transformant la plante avec un vecteur comportant un même fragment du gène AtMLH1 inséré en directions sens et anti-sens. Cinq lignées montrant un éventail d'intensités de répression ont été rigoureusement analysées. Trois lignées, ihpMLH1-63, -70 et 73, présentaient une forte réduction de l'abondance du transcrit (~10 % du sauvage), une (ihpMLH1-51) montrait un abaissement intermédiaire (~30 % du sauvage) et une dernière (ihpMLH1-54) n'avait qu'une inactivation mineure (~60 %), tel que mesuré par RT-PCR semi-quantitatif. Une étude northern a permis de détecter des siRNA dont l'abondance était corrélée avec l'intensité de la répression. L'étude des conséquences phénotypiques de l'inactivation du gène AtMLH1 a été amorcée en examinant son impact sur l'instabilité des microsatellites via un gène rapporteur. Dû à un phénomène de co-suppression, cette analyse n'a pas été informative. Les conséquences de l'inactivation du gène AtMLH1 feront donc l'objet de futurs travaux.

Le silicium (Si) est ubiquiste dans les sols et plusieurs effets bénéfiques sont associés à son absorption par les plantes. En général, les monocotylédones, dont les graminées, se situent dans le spectre supérieur d'absorption tandis que les dicotylédones, incluant Arabidopsis thaliana, se situent dans le spectre inférieur et répondent faiblement à une supplementation en Si. Dans cette étude, nous avons voulu vérifier s'il était possible d'augmenter l'absorption de Si d'une plante faiblement accumulatrice par l'expression hétérologue de transporteurs d'influx de Si provenant du blé (TaLsil) ou du riz (OsLsil). Nos résultats ont ainsi démontré que la teneur en Si avait augmenté de 3 à 5 fois chez les plantes transformées en moins de 7 jours. Cet influx rapide pouvait toutefois causer des nécroses foliaires, et une distribution appropriée dans les feuilles semble être nécessaire afin de ne pas nuire au développement normal de la plante.

No description available.

Au cours de cette thèse, un isolat de sol de désert, Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137, a été évalué pour ses propriétés bioactives contre le champignon phytopathogène Botrytis cinerea, pour sa colonization sur Vitis vinifera L., et Arabidopsis thaliana ainsi qu’en vue d’étudier les méchanismes de résistance systémique induite (ISR) contre B. cinerea. Les résultats obtenus nous ont permis premièrement de montrer que Sa. algeriensis NRRL B-24137 peut présenter des activités antifongiques contre B. cinerea et que des métabolites peuvent être responsables de cette activité antifongique. Bien que ces métabolites soient encore en cours d’étude et que cette étude mérite d’être approfondie, nous avons démontré ensuite les propriétés de colonisation de l’isolat du sol du désert chez la vigne. Les résultats ont permis de montrer que la souche peut former des populations rhizosphèriques ainsi que des sous-populations endophytiques chez des plants de vigne (Cabernet Sauvignon sur porte-greffe 44-53 M) à des étapes précoces de colonisation. Puis nous avons démontré que la souche bénéfique peut induire une résistance systémique contre B. cinerea. Bien que les mécanismes impliqués ne soient pas encore compris, des parties préliminaires de ces travaux démontrent que les expressions de gènes responsables de la production de glucanase, chitinase ainsi qu’un inhibiteur de polygalacturonase ne semblent pas potentialisés pendant le phénomène de résistance systémique. Enfin nous avons démontré l’interaction entre Sa. algeriensis NRRL B-24137 et Arabidopsis thaliana qui résulte dans une association intime dûe également à colonisation rhizosphèrique et endophytique de la plante modèle. La souche bénéfique peut églement induire un phénomène de résistance systémique sur A. thaliana contre B. cinerea et les analyses de plantes mutées ont permis de determiner des parties des mécanismes impliqués dans l’ISR aini que des nouveaux mécanismes impliqués qui peuvent être induits par des microbes bénéfiques / In this thesis, the desert soil isolate, Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137, has been evaluated for its bioactive properties towards the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea, for its colonization of Vitis vinifera L., and Arabidopsis thaliana as well as to study the mechanisms of induced systemic resistance (ISR) towards B. cinerea. The results obtained allowed us firstly to show that Sa. algeriensis NRRL B-24137 can exhibit strong antifungal properties towards B. cinerea and that some metabolites can be responsible of this antifungal activity. Although these metabolites are still under consideration and that this study needs further works, we have demonstrated then the colonization properties of the desert soil isolate with grapevine plants. The results showed that the strain can form rhizospheric as well as endophytic subpopulations with grapevine plants (Cabernet Sauvignon cultivar graffed on 44-53 M rootstock) at early step of colonization. Then we have demonstrated that the beneficial strain could induce a systemic resistance towards B. cinerea. Although the mechanisms are not yet well understood, preliminary parts of this work demonstrated that the genes responsible of glucanase production, chitinase as well as inhibitor of polygalacturonase activity do not seems to be primed during the systemic resistance phenomenon. Finally we demonstrated that the interaction between Sa. algeriensis NRRL B-24137 and Arabidopsis thaliana plants results in a close association due also to a rhizo- and endophytic colonization of the model plant. The beneficial strain can also induce a systemic resistance in A. thaliana towards B. cinerea and analyzes of plant mutants have allowed to determine parts of the mechanisms involved in ISR as well as new mechanisms that could be trigerred by beneficial microbes

La croissance d’un organisme multicellulaire pour atteindre une taille bien définie, nécessite une coordination de la prolifération cellulaire, de l’expansion et de la différentiation cellulaire ainsi que de la mort cellulaire. Ces processus sont sous l’influence de l’état nutritionnel de l’organisme, les conditions de son environnement et des signaux hormonaux. Translationally controlled tumor protein (TCTP) est un facteur essentiel à la croissance des plantes et des animaux. La protéine TCTP de plante contrôle la croissance mitotique, tandis que la protéine TCTP animale contrôle la croissance mitotique et post-mitotique. Une voie importante dans la régulation de la croissance en réponse aux nutriments est la voie Target of Rapamycin (TOR). Chez la Drosophile, il a été montré que dTCTP serait un régulateur positif en amont de TOR. Au cours de ma thèse, j’ai étudié le lien entre TCTP et la voie TOR, afin de savoir si, comme chez les animaux, AtTCTP agit en amont de la voie TOR pour contrôler la croissance des organes. Afin de savoir si la voie TCTP était liée à l’état nutritionnel, j’ai recherché l’impact du milieu de culture sur la létalité de la mutation tctp. J’ai ensuite caractérisé l’impact de la mutation tctp sur le transport et l’homéostasie de l’hormone auxine. J’ai enfin analysé pourquoi TCTP de plante ne contrôle pas la croissance post-mitotique par expansion cellulaire, contrairement à TCTP animale. Les données de la littérature montrent que chez les animaux TCTP est un activateur positif en amont de la voie TOR. Chez la plante Arabidopsis thaliana, mes données d’interactions génétiques sont en faveur d’un modèle dans lequel AtTCTP agit indépendamment de la voie TOR, contrairement de ce qu’il a été proposé chez les animaux. Chez les plantes, la perte de fonction de TCTP est associée à un retard du développement embryonnaire et à la mort. Cette létalité peut être complémentée par sauvetage des embryons sur du milieu riche en nutriments. J’ai montré que l’ajout de sucrose ou de glutamine dans le milieu de sauvetage des embryons tctp est nécessaire à leur développement. Ces données suggèrent qu’in vitro, AtTCTP n’est pas nécessaire à l’approvisionnement et à l’utilisation des nutriments sucrose, glucose ou glutamine. Dans leur ensemble, ces résultats réévaluent le rôle du régulateur de croissance TCTP en montrant que le gène AtTCTP régule la croissance mitotique indépendamment de la voie TOR et des voies de signalisation liées aux nutriments. L’observation des flux d’auxine en suivant la localisation de PIN1-GFP dans les embryons et les inflorescences du mutant tctp ne montre aucune altération par rapport au phénotype sauvage. De même, l’homeostasie de l’auxine, suivie à l’aide du rapporteur DR5::GFP n’est pas altérée dans les embryons tctp. Ceci suggère que le défaut de croissance du mutant tctp n’est pas lié à une altération du flux ou de l’homéostasie de l’auxine. La protéine TCTP de plante ne contrôle pas la croissance post-mitotique, contrairement à la protéine TCTP animale. J’ai réalisé un échange de domaines protéiques entre AtTCTP et Drosophila dTCTP. Le but était d’identifier les domaines protéiques de la protéine TCTP animale qui permettent la croissance post-mitotique. La plupart des protéines chimères étaient instables dans la Drosophile. Afin de comprendre pourquoi, j’ai réalisé du modelage par homologie et j’ai discuté la structure des chimères dans ma thèse.L’ensemble de mes résultats permet de mieux comprendre la fonction de TCTP chez les végétaux, en montrant que cette fonction s’exerce indépendamment de la voie TOR. / The growth of a multicellular organism and its size determination require the tight regulation of cell proliferation, cell differentiation, cell growth and apoptosis. These processes are influenced by the nutritional state of the organism, its environmental conditions and hormonal signals. Translationally controlled tumor protein (TCTP) is an essential regulator of growth in plants and animals. In plants it controls mitotic growth, whereas in animals, it controls mitotic and post-mitotic growth. One of the important pathways involved in the control of growth in response to nutrients is the Target of Rapamycin (TOR) pathway. In Drosophila, dTCTP was proposed to act a positive regulator upstream of TOR, although this role remains a matter of debate in the animal field.During the past 3 years of my PhD. thesis, I addressed the question whether plant TCTP acts upstream of TOR to control organ growth. I studied the impact of nutrient availability and hormones on TCTP role to control growth in plants and vice versa. Finally, I examined why plant TCTP does not control post-mitotic cell expansion growth, conversely to animal TCTP using a structure-function approach.In animals, TCTP was proposed to act as a positive activator upstream of the TOR pathway. In plants, my data support a model in which AtTCTP acts independently from the plant TOR pathway, thus in contrast to what has been proposed in animals. TCTP loss of function leads to delay of embryo development and death. Nutrient supplement rescues this embryos lethality. First, I demonstrate that embryos grown on nutrients lacking sucrose or glutamine fail to develop correctly. My data demonstrate that in vitro AtTCTP is not essential to the uptake, the use of and the response to the nutrients glucose, sucrose or glutamine. Taken together, these results reevaluate the role of AtTCTP as a growth regulator controlling mitotic growth independently from the TOR pathway and likely from nutrient related signaling pathways. Interestingly, my data also show that AtTCTP controls growth independently from auxin flux or homeostasis and that auxin-induced growth can occur without TCTP. To address why plant TCTP do not control post-mitotic growth conversely to animal counterpart, I performed protein domain swaps and created chimera proteins between Arabidopsis AtTCTP and Drosophila dTCTP. The rational was to identify protein domains that differentiate plant and animal TCTPs with regard to post-mitotic growth control. Most of chimera proteins were instable and I was unable to complement tctp loss of function in Drosophila. I performed a structure based modeling to understand this phenotype and the outcome is discussed in my PhD thesis.Altogether my results improve the understanding of plant morphogenesis by reevaluating the role of the central growth regulator TCTP.

Le stress oxydant est un acteur clé dans les réponses des plantes à des conditions contraignantes. En raison de la complexité de la régulation de l’état redox cellulaire, il reste beaucoup à élucider concernant les interactions entre différentes composantes dans ces conditions. Grâce à une approche de génétique inverse basée sur un mutant d’Arabidopsis déficient en catalase (cat2) qui présente des modifications d’état redox prévisibles et bien définies, cette étude a exploré les interactions entre le stress oxydant et (1) un gène spécifique impliqué dans la déphosphorylation des protéines, (2) des enzymes spécifiques impliquées dans les systèmes antioxydants réducteurs. Les résultats obtenus révèlent que la sous-unité B'γ de la protéine phosphatase de type 2A (PP2A-B'γ) est importante dans la détermination des phénotypes et des réponses de défense photopériode-dépendantes chez cat2. En conditions de jours courts (SD), un double cat2 pp2a-b'γ mutant montrait une gamme de réponses qui n’étaient pas observées chez cat2. Ces effets comprenaient l’apparition de lésions ainsi que l’accumulation de l’acide salicylique et d’autres composés de défense. Des analyses métabolomiques et protéomiques ont permis de démontrer que ces effets étaient accompagnés de modifications de l’abondance de métabolites et protéines spécifiques, ainsi que des changements dans le statut de phosphorylation de certains polypeptides. Dans un deuxième volet du travail, l’importance d’une enzyme productrice du NADPH a été évaluée en produisant des doubles cat2 nadp-me2 mutants chez lesquels l’isoforme majeure de l’enzyme malique cytosolique n’est plus exprimée. Malgré une induction de cette enzyme par le stress oxydant aux niveaux de transcrits et d’activité, et une diminution importante de l’activité foliaire associée aux mutations nadp-me2, peu de différence a été observée entre les lignées cat2 et cat2 nadp-me2. De même, la mutation nadp-me2 n’a pas affecté la réponse phénotypique de plantes exposées à l’ozone. Dans la troisième partie du travail, le couplage entre les pools ascorbate et glutathion lors du stress oxydant a été exploré par l’introduction de mutations pour la déshydroascorbate réductase (DHAR) dans le fond génétique cat2. L’activité extractible de cette enzyme a été diminuée à des niveaux très faibles chez des lignées portant à la fois les mutations dhar1 et dhar3. Cependant, peu de différence a été observée dans les phénotypes et les statuts d’ascorbate et de glutathion chez un triple mutant cat2 dhar1 dhar3 par rapport à cat2. Des analyses préliminaires d’un quadruple cat2 dhar1 dhar2 dhar3 mutant semblent pourtant indiquer que les trois DHARs jouent des rôles fonctionnellement redondants dans le stress oxydant. Dans son ensemble, ces travaux apportent des données nouvelles sur les enzymes qui régulent les réponses aux stress oxydants et ont généré des outils intéressants pour des études ultérieures. / Oxidative stress is a key player in plant responses to challenging environmental conditions. The intricate nature of the regulation of cellular redox state means that much remains to be elucidated on interactions between different components in these conditions. By using a genetic approach based on a catalase-deficient Arabidopsis mutant (cat2) that presents well-defined, predictable changes in redox state, this study explored interactions between oxidative stress and (1) a specific gene involved in protein dephosphorylation, and (2) specific enzymes involved in the antioxidative/reducing system. The results showed that protein phosphatase 2 subunit B'γ (PP2A-B'γ) is involved in determining day length-dependent phenotypes and related defense responses in cat2. A cat2 pp2A-B'γ double mutant showed a range of responses that were not observed in cat2 grown in short days, including lesion formation and accumulation of salicylic acid (SA) and related metabolites. Metabolomics and proteomics analyses showed that these effects were associated with altered abundance of specific metabolites and proteins, as well as changes in protein phosphorylation status. A second part of the study investigated the importance of NADP-generating enzymes in oxidative stress by production of cat2 nadp-me2 double mutants, in which the cytosolic isoform of NADP-malic enzyme is knocked out. Although NADP-ME2 was shown to be induced by oxidative stress, and mutants for this gene had much decreased leaf NADP-malic enzyme activity, no effects on cat2 phenotypes or redox profiles were apparent. Similarly, phenotypic responses to ozone were not affected in an nadp-me2 single mutant. In the third part, coupling between ascorbate and glutathione pools during oxidative stress was investigated by introduction of loss of function mutations for dehydroascorbate reductase (DHAR) into the cat2 background. In lines carrying a combination of dhar1 and dhar3 mutations, extractable leaf activity was decreased to very low levels. Despite this, cat2 dhar1 dhar3 and cat2 phenotypes and ascorbate and glutathione pools were similar. However, preliminary functional analysis of a cat2 dhar1 dhar2 dhar3 quadruple mutant suggested that the three DHARs play functionally redundant roles in oxidative stress. Overall, the work provides new data on enzymes that regulate responses to oxidative stress and has produced interesting genetic tools for further study.

L’adhésion cellulaire chez les plantes est permise par la présence de la paroi dont les composants sont réticulés afin de former un réseau de polysaccharides liant les cellules entre elles. Cependant, la paroi est un compartiment cellulaire dynamique qui participe à la croissance et au développement de la plante, notamment par son relâchement et sa réorganisation constante et nous ne savons pas exactement comment l'adhésion cellulaire est effectivement maintenue dans ces conditions. Afin d'obtenir une meilleure compréhension des mécanismes qui contrôlent l'adhésion cellulaire chez les plantes, nous avons utilisé une combinaison de crible génétique suppresseur et de crible chémogenomique suppresseur sur les mutants quasimodo1 et quasimodo2 présentant un défaut d'adhésion cellulaire accompagné d’une déficience de synthèse de pectine. Par ces approches nous avons pu isoler des mutants suppresseurs et des molécules chimiques impliquées dans l'adhésion cellulaire. Le crible génétique a conduit à l'identification et l'étude d'un suppresseur muté dans le gène ESMERALDA1, une O-fucosyltransférase putative non caractérisée. L'étude génétique du défaut d’adhésion cellulaire en incluant friable1, muté dans une autre O-fucosyltransférase putative, a montré que la mutation de ESMD1 était suffisante pour supprimer le défaut d'adhésion cellulaire de qua1, qua2 et frb1, ce qui en fait un acteur majeur de l’adhésion cellulaire. Le crible chemogenomic a montré l'implication du transport de l'auxine et de l'activité pectin méthylesterase dans le processus contrôlant l'adhésion cellulaire. Sur la base de ces nouvelles informations, nous avons établi un modèle qui explique la perte de l'adhésion cellulaire chez les mutants quasimodo et friable1, et à partir de ce modèle, nous avons pu déduire l'existence de mécanismes qui permettent le maintien de l'adhésion cellulaire de façon dynamique au cours de croissance et de développement chez les plantes. / Cell to cell adhesion in plants is mediated by the cell wall in which the components are cross-linked in order to create a continuum of polysaccharides linking the cells together. However the cell wall is a dynamic compartment that participates in growth and development through its constant loosening and remodeling and it is not very clear how cell adhesion is actually maintained in these conditions. In order to get a better understanding of the mechanisms that control cell adhesion in plants we used a combination of a forward genetic suppressor screen and a chemical genomic suppressor screen on the cell adhesion defective and pectin synthesis deficient mutants quasimodo1 and quasimodo2, and have isolated a number of suppressor mutants and molecules implicated in cell adhesion. The genetic screen led to the identification and study of a suppressor mutated in the gene ESMERALDA1, an uncharacterized putative O-fucosyltransferase. The genetic study of cell adhesion including another putative O-fucosyltransferase FRIABLE1 showed that the disruption of ESMD1 was sufficient to suppress the cell adhesion defect of qua1, qua2 and frb1, making it a major player of the pathway. The chemical genomic screen has revealed the implication of auxin transport and pectin methyl esterase activity in the process of cell adhesion. Based on these new information we have established a model explaining the loss of cell adhesion in the quasimodo and friable1 mutants, and from this model we have inferred the existence of the mechanisms that dynamically allow the maintenance of cell adhesion in plants during growth and development.

Proteínas PUF regulam a estabilidade e a tradução através da ligação a seqüências específicas nas regiões 3\' não traduzidas (3\' UTR) dos mensageiros. A ligação é mediada por um domínio de ligação conservado constituído por 8 repetições de aproximadamente 36 aminoácidos cada. Experimentos realizados no sistema triplo-híbrido de levedura mostraram que os homólogos PUF de Arabidopsis APUM-1, APUM-2 e APUM-3 são capazes de ligar especificamente à seqüência chamada de Elemento de Resposta a NANOS (NRE) reconhecida pelo homólogo PUF de Drosophila. A utilização de bibliotecas de expressão de RNA em ensaios no sistema triplo-híbrido permitiu a identificação de seqüências de ligação consenso para as três proteínas APUM. Análises computacionais identificaram elementos de ligação a APUM em regiões 3\' UTR de importantes transcritos relacionados ao controle do meristema do caule e à manutenção das células totipotentes. Nós mostramos que os homólogos APUM-l, APUM-2 e APUM-3 reconhecem elementos de ligação a APUM nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-2. Ensaios de RT-PCR e Western blot semiquantitativos mostraram que a quantidade dos transcritos WUSHEL e CLAVATA-1 é alterada em plantas antisenso induzíveis para APUM-l, APUM-2 e APUM-3. A relevância biológica dessas interações foi observada através de ensaios de coimunoprecipitação, confirmando, portanto, o primeiro caso de regulação traducional descrito para os mensageiros WUSCHEL e CLAVATA-1. Análises computacionais adicionais para a identificação de outros homólogos PUF em Arabidopsis encontraram vinte e cinco proteínas possuindo repetições PUF. Entre elas, os homólogos APUM-4, APUM-S e APUM-6 apresentam alta similaridade com as proteínas APUM-l, APUM-2 e APUM-3, sendo capazes de ligar especificamente à seqüência NRE e aos elementos de ligação a APUM presentes nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-ts resultados indicam que vários homólogos PUF podem agir como reguladores traducionais em Arabidopsis através de um mecanismo molecular conservado entre as espécies, podendo abrir uma nova área de investigação da regulação de mRNA em plantas. / PUF proteins regulate stability and translation through sequence-specific binding to 3\' untranslated regions (UTR) oftarget mRNA transcripts. Binding is mediated by a conserved PUF domain which contains 8 repeats of approximately 36 amino acids each. Through three-hybrid assays, we have found that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 Arabidopsis PUF homologs can bind specifically to the NANOS Response Element sequence (NRE) recognized by Drosophila PUF homologo Using Arabidopsis RNA libraries in three-hybrid screenings, we were able to identify APUM binding consensus sequences. A computational analysis allowed us to identify the APUM binding element within the 3\' UTR in many Arabidopsis transcripts, even in important mRNAs related to shoot and stem cell maintenance. We show that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 are able to bind specifically to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. RT-PCR and Western blot semiquantitatives assays showed altered WUSHEL and CLAVATA-1 amounts in APUM-1, APUM-2 and APUM-3 antisense plants. The biologic relevance of these interactions was observed with co-immunoprecipitation assay, which confirmed the first example of translational regulation to WUSCHEL and CLA VATA-1 transcripts. Computational analysis to identify others PUF homologs in Arabidopsis found twenty five proteins presenting PUF repeats. Among them, we found that APUM-4, APUM-S and APUM-6 homologs are very similar to APUM-1, APUM2 and APUM-3 and also are able to bind specifically to the NRE sequence and to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. Our results indicate that the APUM proteins may act as regulators in Arabidopsis through an evolutionarily conserved mechanism, which may open up a new approach to investigate mRNA regulation in plants.

L’activation des réponses immunitaires des plantes repose sur la reconnaissance de motifs moléculaires associés aux pathogènes (aussi appelés PAMP) par des récepteurs de l’immunité, également nommés PRR (pattern recognition receptors). La chitine, principal composant de la paroi des champignons, est un PAMP bien caractérisé qui induit des réponses de défense aussi bien chez les mammifères que chez les plantes.La première partie de cette étude met en évidence que deux chito-oligosaccharides, la chitine et le chitosan, agissent comme des PAMP chez la vigne (Vitis vinifera) puisqu’ils induisent des évènements précoces de signalisation, l’expression de gènes de défense et une résistance contre des agents pathogènes. Ces résultats suggèrent que des systèmes de perception existent chez la vigne. Une analyse phylogénétique a permis d’identifier trois récepteurs kinases à domaine LysM (LysM-RK ou LYK) chez V. vinifera (VvLYK1-1, -2, -3) appartenant au même clade que le récepteur à la chitine chez Arabidopsis et nommé AtCERK1 (Arabidopsis thaliana Chitin Elicitor Receptor Kinase 1). Leur analyse fonctionnelle a été réalisée par complémentation du mutant d’Arabidopsis Atcerk1, affecté dans la perception de la chitine. Nos résultats montrent que VvLYK1-1 et VvLYK1-2, mais pas VvLYK1-3, complémentent fonctionnellement le mutant Atcerk1 en restaurant l’activation des MAPK (Mitogen-Activated Protein Kinases) et l’expression de gènes de défense induits par les chito-oligosaccharides. De plus, l’expression de VvLYK1-1 chez Atcerk1 restaure la résistance basale à l’agent de l’oïdium de la vigne (Erysiphe necator).La seconde partie du projet s’est focalisée sur les éliciteurs oligosaccharidiques de type « damage-associated molecular patterns (DAMP) ». Ces molécules endogènes peuvent provenir de la dégradation de la paroi lors d’une attaque et sont capables d’activer les réponses immunitaires de la plante. Les DAMP les mieux caractérisés actuellement sont les oligogalacturonates (OG), des fragments de pectine qui induisent des réponses immunitaires chez de nombreuses espèces végétales dont l’activation de MAPK, la production d’H2O2, l’expression de gènes de défense et le dépôt de callose. Nous avons montré dans cette étude que les xyloglucanes (Xh), des fragments d’hémicellulose pariétale purifiés, induisaient l’activation de MAPK et l’expression de gènes de défense chez la vigne et Arabidopsis, afin d’induire une résistance contre le champignon nécrotrophe Botrytis cinerea. Les Xh induisent également la production de resvératrol, une phytoalexine majoritaire chez la vigne, et un dépôt de callose chez Arabidopsis. Par une approche génétique, nous avons identifié certains composants de la signalisation induite par les Xh chez Arabidopsis. L’utilisation de mutants suggère que la résistance induite par les Xh contre B. cinerea est dépendante des voies de la camalexine, de l’acide salicylique, de l’acide jasmonique et de l’éthylène chez Arabidopsis. De manière globale, nos résultats mettent en lumière que les xyloglucanes peuvent être considérés comme de nouveaux éliciteurs de l’immunité chez la vigne et Arabidopsis. / Activation of the plant immune responses requires recognition of common pathogen-associated molecular pattern (PAMP) by their cognate pattern recognition receptors (PRR). Chitin, a major component of fungal cell walls, is a well-known PAMP that triggers defense responses in several mammal and plant species.In the first part of this study, we show that two chitooligosaccharides, chitin and chitosan, act as PAMPs in grapevine (Vitis vinifera) as they elicit immune signaling events, defense gene expression, and resistance against pathogens. These two PAMPs are active in grapevine suggesting that at least one perception system exists. Phylogenetic analysis clearly distinguished three V. vinifera LysM Receptor Kinases (VvLYK1-1, -2, -3) located in the same clade as the Arabidopsis Chitin Elicitor Receptor Kinase 1 (AtCERK1), which mediates chitin-induced immune responses. Their functional characterization was achieved by complementation assays in the Atcerk1 mutant, impaired in chitin perception. Our results provide evidence that VvLYK1-1 and VvLYK1-2, but not VvLYK1-3, functionally complement the loss of AtCERK1 function by restoring chitooligosaccharide-induced MAPK activation and immune gene expression. Moreover, expression of VvLYK1-1 in Atcerk1 restored penetration resistance to the non-adapted grapevine powdery mildew (Erysiphe necator).The second part of this study focused on damaged-associated molecular patterns (DAMP), endogenous molecules that can be released from the plant cell wall during an attack and activate the plant innate immunity. Until now, the best characterized DAMPs are oligogalacturonides (OG) coming from pectin fragments that induce innate immune responses in various plant species, including MAPK activation, H2O2 production, defense gene expression and callose deposition. In this study, we showed that purified xyloglucans (Xh), derived from the plant cell wall hemicellulose, elicit MAPK activation and immune gene expression in grapevine (V. vinifera) and Arabidopsis to trigger induced resistance against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea. Xh also elicit the production of resveratrol, the main grapevine phytoalexin, and callose deposition in Arabidopsis. Using a genetic approach, we identified some signaling components of Xh-induced immunity. The use of Arabidopsis mutants suggests that Xh-induced resistance against B. cinerea is dependent on the camalexin, salicylate, jasmonate and ethylene pathways. Taken together, our data highlight that Xh can be considered as new elicitors of grapevine and Arabidopsis immunity.

Des changements de méthylation de l’ADN peuvent affecter l’expression des gènes et pour certains être transmis au travers des générations. De telles « épimutations » qui concernent des groupes de cytosines à proximité ou dans les gènes sont donc une source potentielle de variation phénotypique héritable en absence de changements de la séquence de l’ADN. Chez les plantes la méthylation de l’ADN est cependant principalement observée au niveau des séquences répétées. Il reste à déterminer dans quelle mesure les changements de méthylation au niveau de ce type de séquences peuvent être héritées et affecter les phénotypes. Afin de répondre à ces questions, plus de 500 épiRIL (epigenetic Recombinant Inbred Lines) quasi-isogéniques a été générée chez Arabidopsis thaliana. Cette population a été obtenue par le croisement d’un parent sauvage et d’un parent mutant pour le gène DDM1 présentant une très forte réduction du taux de méthylation de l’ADN. Après un rétrocroisement de la F1 avec une plante sauvage, les individus sauvages pour le gène DDM1 ont été sélectionnés et propagées sur 6 générations par autofécondation. Nous avons montré par l’analyse du méthylome de plus de 100 épiRIL que l’hypométhylation induite par ddm1 présente selon les séquences affectées différents degrés de transmission au travers des générations. La réversion de l’hypométhylation concerne des régions associées à une abondance élevée en sRNA de 24 nt. Nous avons utilisé l’hypométhylation stablement transmise dans les épiRIL induite par ddm1 afin de détecter des QTL (Quantitative Trait Loci) affectant le temps de floraison et la longueur de la racine primaire, deux caractères pour lesquels les variations observées dans les épiRIL présentent une héritabilité importante. En dernier lieu, nous avons recherché par différentes approches les variations causales de ces QTL. / Loss or gain of DNA methylation can affect gene expression and is sometimes transmitted across generations. Such epigenetic alterations, which concern clusters of cytosines located near or within genes, are thus a source of heritable phenotypic variation in the absence of DNA sequence change. In plants however, DNA methylation targets repeat elements predominantly and it remains unclear to which extent DNA methylation changes over repeat sequences can be inherited and affect phenotypes. To address these issues, a population of near-isogenic, epigenetic Recombinant Inbred Lines (epiRILs) was generated in Arabidopsis thaliana. These were derived from a cross between a wild type and an isogenic ddm1 mutant line, in which DNA methylation is compromised specifically over repeat elements. After backcrossing of the F1 and selection of the progeny homozygous for wild-type DDM1, the epiRILs were propagated through six rounds of selfing. Analysis of the methylomes of more than 100 epiRILs and of the parents, indicates that ddm1-induced hypomethylation exhibit different patterns of inheritance through generations. Reversion of ddm1-induced hypomethylation is observed for regions associated with high level of 24 nt siRNA. Based on these findings, stable ddm1-induced hypomethylated regions were used to map quantitative trait loci (QTL) for flowering time and primary root length, two complex traits for which substantial heritable variation is observed in the epiRIL population. We finally analysed these QTL by different approaches to find their causal variations.