Download or read book Contribution des phytoglobines et des nitrate r ductases la r gulation de l oxyde nitrique et de la fixation de l azote dans la symbiose Medicago truncatula written by Antoine Berger (auteur d'une thèse de doctorat en Interactions moléculaires et cellulaires) and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La symbiose fixatrice d'azote entre les légumineuses et les bactéries du sol de type Rhizobium permet de réduire l'azote atmosphérique (N2) en ammoniaque (NH3) grâce à la présence de la nitrogénase bactérienne au sein d'un organe racinaire appelé nodosité. Dans le modèle symbiotique Medicago truncatula/Sinorhizobium meliloti, l'oxyde nitrique (NO) est produit tout au long du processus symbiotique, du début de l'interaction entre la plante et les bactéries jusqu'à la sénescence de la nodosité. Les effets toxiques, de signal ou de métabolite du NO dépendent principalement de sa concentration à son site d'action. Sa concentration au sein des cellules des nodosités doit être régulée afin de limiter ses effets toxiques et lui permettre de remplir ses fonctions de signalisation et de métabolite. Chez les plantes, les principales sources de NO identifiées sont la nitrate réductase (NR) et la chaîne de transfert d'électrons mitochondriale (ETC). Par ailleurs, les phytoglobines (Phytogb) sont connues pour être impliquées dans le catabolisme du NO. D'après leur homologie de séquence et leur affinité pour l'oxygène, trois classes de Phytogb ont été décrites chez les légumineuses : les Phytogb non-symbiotiques (Phytogb1), les leghémoglobines (Lb) -spécifiques des légumineuses- et les Phytogb tronquées (Phytogb3).Les principaux objectifs de cette thèse ont été, d'une part, de caractériser et étudier le rôle des NR et des Phytogb dans la régulation du NO lors de la symbiose entre M. truncatula et S. meliloti et, d'autre part, d'analyser le rôle du NO dans le développement et le fonctionnement du processus symbiotique.Chez M. truncatula, 3 gènes codent pour des NR et 17 pour des Phytogb. L'étude phylogénétique des séquences de Phytogb de M. truncatula a permis d'identifier 12 Lb, 3 Phtyogb1 et 2 Phytogb3. L'analyse de l'expression des gènes de NR et de Phytogb, ainsi que la mesure de l'activité totale des NR et la production du NO a permis de suivre le niveau de NO durant la symbiose fixatrice d'azote, ainsi que le rôle respectif des différentes NR et Phytogb dans sa régulation. Au cours du processus symbiotique, quatre pics de production de NO ont été observés, correspondant à quatre étapes du processus symbiotique, pendant (1) l'établissement de l'interaction la plante et la bactérie, (2) le début de l'organogénèse de la nodosité, (3) le fonctionnement de la nodosité mature et (4) lors de l'entrée en sénescence des nodosités. Lors de ces différentes étapes, la production de NO a pu être particulièrement corrélée à l'expression des gènes des NR1 et NR2, d'une Phytogb1 (Phytogb1.1) et d'une Phytogb3 (Phytogb3.1). L'utilisation de divers inhibiteurs des voies de synthèse du NO a montré que la production de NO dépend principalement de l'activité NR et de la chaîne de transfert d'électrons mitochondriale. L'utilisation de donneurs de NO a permis de montrer que, lors du développement nodulaire, le NO induit l'expression des Phytogb1 et de plusieurs gènes de défense, mais réprime celle des Lb et Phytogb3. Une analyse fonctionnelle de Phytogb1.1 pendant l'établissement, le fonctionnement et la sénescence de la nodosité, a été initiée via la production de plants de M. truncatula sur-exprimant ou sous-exprimant ce gène. La surexpression et la sous-expression de ce gène ont abouti respectivement à une diminution et une augmentation du niveau de NO dans les nodosités, mais s'est traduit dans les deux cas par une diminution du nombre de nodosités par plante. L'analyse de l'expression d'un certain nombre de gènes marqueurs de l'interaction symbiotique, des réponses de défense, du métabolisme azoté et de l'hypoxie, et les mesures de fixation de l'azote dans les nodosités matures ont mis en évidence le rôle particulier de Phytogb1.1 dans la régulation du NO au cours du développement nodulaire et lors de l'entrée en sénescence des nodosités.

Download or read book Nitric Oxide in Plants written by Juan B. Barroso and published by Frontiers Media SA. This book was released on 2021-08-26 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book REGULATION OF NITROGEN ASSIMILATION IN RHIZOBIUM MELILOTI written by Tania Arcondéguy and published by . This book was released on 1996 with total page 478 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: RHIZOBIUM EST CAPABLE D'INDUIRE SUR LES RACINES DE LEGUMINEUSES DE VERITABLES ORGANES VEGETAUX AU SEIN DESQUELS LES BACTERIES REDUISENT L'AZOTE ATMOSPHERIQUE EN ION AMMONIUM GRACE AU COMPLEXE ENZYMATIQUE NITROGENASE. LORS DE CETTE SYMBIOSE, RHIZOBIUM ENVAHIT LE CYTOPLASME DES CELLULES HOTES ET SE DIFFERENCIE EN BACTEROIDE FIXATEUR D'AZOTE. EN ECHANGE DE SUBSTRATS CARBONES, CET ORGANELLE PRODUIT L'AMMONIAC, NORMALEMENT ASSIMILE PAR LES GLUTAMINE-SYNTHETASES NODULAIRES. L'HARMONIE DE CE SYSTEME REPOSE EN PARTICULIER SUR LA REGULATION DES FONCTIONS ANABOLIQUES DU BACTEROIDE QUI, LORS DE SA DIFFERENCIATION DE BACTERIE EN BACTEROIDE, PASSE D'UN ETAT D'ASSIMILATION DE L'AZOTE VERS UN ETAT D'EXPORT DE L'AZOTE. LE CONTROLE DU METABOLISME AZOTE CHEZ LES BACTERIES MET EN JEU UN REGULATEUR CENTRAL CODE PAR LE GENE GLNB, LA PROTEINE P#I#I. SELON LE MODELE QUI A ETE DEVELOPPE CHEZ LES ENTEROBACTERIES, LA PROTEINE P#I#I EST MODIFIEE PAR URIDYLYLATION EN FONCTION DU STATUT AZOTE DE LA CELLULE. CETTE PROTEINE CONTROLE L'ACTIVITE DE LA GLUTAMINE SYNTHETASE (GS) AU NIVEAU GENETIQUE ET METABOLIQUE. AU NIVEAU GENETIQUE, LA PROTEINE P#I#I REGULE L'EXPRESSION DU GENE DE LA GS, GLNA, PAR L'INTERMEDIAIRE DE L'ACTIVATEUR TRANSCRIPTIONNEL NTRC. AU NIVEAU METABOLIQUE, LA PROTEINE P#I#I REGULE L'ACTIVITE DE LA GS EN MODULANT SON ADENYLYLATION. RHIZOBIUM MELILOTI POSSEDE TROIS GLUTAMINE-SYNTHETASES, GSI, GSII ET GSIII. LA PROTEINE GSI HOMOLOGUE DE LA GS DES ENTEROBACTERIES EST LA SEULE GS DE RHIZOBIUM EXPRIMEE EN SYMBIOSE. AU COURS DE CETTE THESE, NOUS AVONS ETUDIE LA REGULATION DE L'ACTIVITE DE LA GSI ET LE ROLE DE LA PROTEINE P#I39I DANS LA SYMBIOSE ENTRE RHIZOBIUM MELILOTI ET LA LUZERNE. EN CULTURE PURE, LES MUTANTS GLNB SONT SEVEREMENT ALTERES AU NIVEAU DU METABOLISME AZOTE: DEREGULATION DE L'ADENYLYLATION DE LA GSI ET DE L'EXPRESSION DU GENE GLNII CODANT POUR LA GSII. DE PLUS, LES MUTANTS GLNB SONT FORTEMENT AFFECTES DANS LEUR PHENOTYPE SYMBIOTIQUE. ILS ENTRAINENT UN RETARD DE NODULATION ASSOCIE A UN DEFAUT D'INFECTION. BIEN QUE LES NODULES FORMES CONTIENNENT UN NIVEAU ELEVE DE NITROGENASE, LES PLANTES PRESENTENT UNE CARENCE AZOTEE MANIFESTE. CETTE CARENCE S'ACCOMPAGNE D'UNE FORTE ACCUMULATION D'AMIDON DANS LA ZONE DE FIXATION DU NODULE, SYMPTOME D'UNE PERTURBATION DE L'EQUILIBRE CARBONE/AZOTE DANS LES CELLULES VEGETALES. UNE CIBLE CONNUE DE LA PROTEINE P#I#I CHEZ LES ENTEROBACTERIES EST L'ADENYLYLATION DE LA GS. NOUS AVONS TESTE LE ROLE DE L'ADENYLYLATION DE LA GSI DE RHIZOBIUM MELILOTI EN SYMBIOSE, PAR LA CONSTRUCTION D'UNE SOUCHE DONT LA GSI N'EST PAS ADENYLYLABLE. NOUS PENSIONS QU'UN TEL MUTANT PERTURBERAIT LE FLUX D'AZOTE DU BACTEROIDE VERS LA PLANTE. CONTRAIREMENT A CETTE ATTENTE, CE MUTANT PRESENTE UN PHENOTYPE SYMBIOTIQUE NOD#+ FIX#+ DE TYPE SAUVAGE. CE PHENOTYPE S'EXPLIQUE PAR UNE FAIBLE ACTIVITE GSI DANS LES BACTEROIDES. L'EFFET DE LA PROTEINE P#I#I SUR LA SYMBIOSE EST DONC DU A D'AUTRES EFFETS. UNE HYPOTHESE SERAIT QUE LA PROTEINE P#I#I REGULE L'EXPRESSION OU L'ACTIVITE D'UN TRANSPORTEUR D'AMMONIAC BACTEROIDIEN DONT LA PRESENCE SERAIT INDISPENSABLE A LA NUTRITION AZOTEE DE LA PLANTE-HOTE

Download or read book tude de la respiration nitrate NO dans l interaction symbiotique entre Medicago truncatula et Sinorhizobium meliloti written by Marianne Prevot and published by . This book was released on 2012 with total page 248 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les symbioses entre les légumineuses et les bactéries fixatrices d’azote (rhizobium) représentent un enjeu majeur pour la réduction des intrants azotés en agriculture. La réduction de l'azote moléculaire (N2) en ammonium (NH4+) par la nitrogénase bactérienne, puis son assimilation par la cellule végétale constituent la fonction centrale des nodosités symbiotiques. Ce processus, très coûteux en énergie, présente le paradoxe de se produire dans un organe très appauvri en oxygène, ce qui conduit à fortement réduire la respiration mitochondriale, principale source d'ATP. La question se posait donc de savoir par quels mécanismes l'ATP nécessaire au fonctionnement cellulaire est régénéré au sein de la nodosité. Sur la base d'observations récentes faites dans les racines en hypoxie, nous avons posé l'hypothèse selon laquelle, dans la nodosité fixatrice d'azote, une partie de l'ATP est régénérée par le biais d'une respiration cyclique (respiration nitrate-NO) en quatre étapes: 1) le nitrate (NO3-) est réduit en nitrite (NO2-) dans le cytosol par la nitrate réductase (NR); 2) le NO2- est transporté du cytosol dans la mitochondrie par l'intermédiaire d'un (ou plusieurs) transporteur(s); 3) le NO2- est réduit en oxyde nitrique (NO) par les électrons de la chaîne respiratoire (permettant ainsi le fonctionnement de la respiration et la régénération de l'ATP); et 4) le NO diffuse librement vers le cytosol où il est oxydé en NO3- par la leghémoglobine (Lb). Au cours de ce travail de thèse, mené sur le modèle Medicago truncatula-Sinorhizobium meliloti, nous avons d'abord montré que les nitrate réductases et les chaînes de transfert d'électron des deux partenaires, végétal et bactérien, sont impliquées dans la production de NO dans les nodosités fonctionnelles. Nous avons également montré que l'activité nitrate réductase est nécessaire au maintien d'un état énergétique élevé permettant la fixation de l'azote. Dans un second temps, nous avons entrepris de caractériser le transport du nitrite chez des mitochondries purifiées de racines. L’objectif était ensuite d’identifier un ou plusieurs candidats pour le transport du nitrite dans les mitochondries. Pour cela, sur la base d'homologies de séquence avec des transporteurs déjà identifiés et de séquences d'adressage putatives, une recherche in silico des protéines prédites de M. truncatula a été conduite. Cette analyse a permit de sélectionner 6 candidats avec une localisation possible aux mitochondries. L’analyse par spectrométrie de masse des protéines présentes sur les membranes des mitochondries a révélé 3 autres candidats. L'expression des 9 candidats retenus a été caractérisée en situation de normoxie et d’hypoxie dans les racines et les nodosités. Cela a permis de mettre en évidence deux profils intéressants. Enfin, l'étude de l’adressage subcellulaire et l’expression tissulaire au cours du développement de la nodosité ont été débutés pour certains des candidats retenus sur leur profil d’expression et ceux obtenus par spectrométrie de masse.

Download or read book Subcellular modification and nutrient remobilization during Brassica napus leaf senescence written by Clément Sorin and published by . This book was released on 2014 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Brassica napus est une des cultures oléagineuse majeure dans le monde. En raison de sa faible efficacité d’utilisation de l’azote (NUE) comparée aux autres grandes cultures, la gestion de cette ressource présente un objectif écologique et économique majeur pour cette culture. La remobilisation des nutriments des organes sources vers les organes puits est une composante de la NUE qui se déroule durant la sénescence et qui est associée aux processus de recyclages métaboliques et à des modifications de la structure foliaire. L’objectif de cette thèse était de comprendre et de quantifier ces modifications structurales afin d’évaluer à travers ces processus les capacités de remobilisation du colza en fonction de son génotype et de son statut nutritionnel (eau et azote). La structure foliaire a été étudiée grâce à la relaxométrie RMN qui donne accès au statut et à la distribution de l’eau au niveau cellulaire. Ces travaux de thèse ont mis en évidence que la distribution des temps de relaxation transversale (T2) dépend non seulement de la structure cellulaire, mais aussi de l’organisation tissulaire. Cette étude a aussi mis en évidence le processus d’élargissement cellulaire et d’hydratation pendant la sénescence, spécifiquement dans le parenchyme palissadique. Il a été également démontré que le signal RMN reflète la déstructuration progressive se déroulant durant la sénescence au niveau subcellulaire et est un marqueur de sénescence précis permettant de suivre le développement de la feuille. De plus, le statut nutritionnel de la plante modifié par les carences azotées ou le stress hydrique, impacte grandement la sénescence séquentielle et les conséquences en termes d’efficacité de la remobilisation peuvent être suivies par RMN. Ce travail a permis de renforcer les connaissances sur la structure et le fonctionnement de la feuille au niveau tissulaire et cellulaire. De plus, il a été démontré que le signal de relaxométrie RMN donne accès à des informations sur la structure foliaire inaccessible par des méthodes courantes. Une des principales applications de ce travail serait le phénotypage, particulièrement la sélection de génotypes caractérisés par une forte efficacité de remobilisation en particulier en cas de carence azoté ou de stress hydrique.