par Rivière, Quentin 
Président du jury Gonze, Didier
Promoteur Verbruggen, Nathalie
Co-Promoteur Mardulyn, Patrick
Publication Non publié, 2022-09-13
Président du jury Gonze, Didier
Promoteur Verbruggen, Nathalie
Co-Promoteur Mardulyn, Patrick
Publication Non publié, 2022-09-13
Thèse de doctorat
| Résumé : | Le Magnésium est un élément essentiel pour les plantes. Il est requis en de larges quantités, de l’ordre de 2 mg g-1 de matière sèche, et assure de multiples fonctions. Il constitue notamment l’atome central de la chlorophylle, pigment nécessaire à la photosynthèse, ainsi que le cofacteur ou modulateur allostérique de plus de 300 enzymes. De plus, il est nécessaire au maintien de la structure des ribosomes, influençant par là la traduction, et active l’adénosine-triphosphate, molécule énergétique alimentant de nombreux processus biologiques. La nutrition en magnésium des plantes représente aujourd’hui une réelle problématique pour nos sociétés. Non seulement les teneurs en cet élément ont fortement diminué dans les denrées agricoles depuis la Révolution Verte, mais aussi le magnésium apparaît de plus en en plus clairement comme un facteur limitant des rendements en champ. Les produits d’origine végétale étant la principale source de magnésium dans l’alimentation humaine, cela entraîne une généralisation de carences. Historiquement, le magnésium recevait peu d’attention des agronomes en comparaison à d’autres macroéléments comme l’azote, le phosphore ou le potassium car il était généralement largement abondant. Les problèmes étaient restreints surtout aux arbres fruitiers et aux sols acides, dans des climats fortement pluvieux. Les fertilisations excessives de ces dernières ont cependant rendu beaucoup plus communes les situations où le magnésium ne peut pas être absorbé en suffisance par les plantes cultivées.En 2010, une analyse pionnière de la réponse transcriptomique à une carence en magnésium dans la plante-modèle Arabidopsis thaliana a révélé d’importantes perturbation de l’expression des gènes. La réponse des composants de l’horloge circadienne en particulier a été épinglée. Celle-ci pourrait en effet avoir des répercussions majeures sur la physiologie de la plante. L’horloge circadienne est un oscillateur endogène participant à la modulation de processus biologiques au cours des cycles nycthéméraux et saisonniers. Elle est constituée principalement de facteurs et de cofacteurs de transcription qui sont exprimés successivement au cours du jour et s’autorégulent dans des boucles de rétroaction complexe. Ceux-ci contrôlent l’expression d’approximativement un tiers du transcriptome et jouent un rôle fondamental dans le métabolisme de l’amidon et la photosynthèse, dont l’altération est symptomatique de la carence en magnésium. Dans cette étude, nous avons donc voulu évaluer l’impact réel de la réponse de l’horloge circadienne sur les symptômes de la carence en magnésium. À l’aide d’analyses transcriptionnelles, génétiques et physiologiques, nous avons pu montrer le rôle significatif des facteurs de transcription de l’horloge dans l’orchestration de la réponse transcriptomique de la plante à un apport insuffisant en magnésium. L’action de ces derniers, au niveau transcriptionnel, dépend en grande partie d’interactions avec les voies de signalisation des phytochrome et contribue probablement à la régulation du symptôme d’accumulation de l’amidon. Nous avons obtenu également que la gravité des dérangements de l’activité photosynthétique dus à une carence en magnésium était également connectée aux propriétés de l’horloge mais le détail des mécanismes sous-jacents attend des évaluations plus approfondies. |
