Roles of polygalacturonases (PG) in Arabidopsis thaliana root development. Rôles de polygalacturonases (PG) dans le développement racinaire, chez Arabidopsis thaliana

Archive ouverte : Thèse

Chen, Gwennaëlle

Edité par HAL CCSD

Plant cell wall structure is modified to control its stiffness or flexibility according to plant’s requirements. The cell wall is a complex structure, composed of cellulose, hemicelluloses and pectins. Pectin modifications during cellular elongation are not very well characterized. In this context, the aim of this project is to study the roles of two polygalacturonases (PG) in the root development on the model plant A. thaliana. PG are homogalacturonans (HG) degradation enzymes, HG being the major pectic component of the primary cell wall. This degradation would lead to a local parietal relaxation, allowing anisotropic growth of the cells. Our results show that the two studied PG, named PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) and PG ROOT (PG R), are expressed in complementary areas of the root, either in the root apical meristem (PG RAM) or in the elongated and differenciated root tissues (PG R). Furthermore, the over-expression of PG R results in longer etiolated hypocotyls and increases root density when compared to wild-type, demonstrating its function in root development and in cell elongation. Finally, we demonstrated that expression of these two PG genes is under the control of PLETHORA (PLT) family transcription factors, by differentially ways . La paroi des cellules végétales subit des modifications afin de s'assouplir ou de se rigidifier selon les besoins de la plante. Cette paroi est une structure complexe, composée de cellulose, d'hémicellulose et de pectines. Les modifications subies par les pectines au cours de l'élongation cellulaire sont encore assez peu caractérisées. Dans ce contexte, le but de ce projet est d'étudier le rôle de deux polygalacturonases (PG) dans le développement racinaire de la plante modèle A. thaliana. Les PG sont des enzymes de dégradation des homogalacturonanes (HG), le composant pectique majoritaire de la paroi primaire. Notrehypothèse est que les PG dégradent partiellement les HG des parois longitudinales des cellules racinaires en élongation. Cette dégradation engendrerait un assouplissement pariétal localisé, permettant la croissance anisotropique des cellules. Nos résultats indiquent que les gènes des deux PG étudiées, nommés PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) et PG ROOT (PG R) sontexprimés de façon complémentaire dans la racine, l'un dans le méristème racinaire (PG RAM), et l'autre dans la zone d'élongation et de différenciation (PG R). De plus, la sur-expression de la protéine PG R entraine une augmentation de l’élongation des hypocotyles étiolés, ainsi qu'une augmentation de la densité de racines latérales par rapport au sauvage, démontrant son rôle dans le développement racinaire et dans l'allongement cellulaire. Enfin, nous avons démontré que l'expression des gènes de ces PG était contrôlée de façon différentielle par les facteurs de transcription de la famille PLETHORA (PLT).

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