Plasticité physiologique et moléculaire de la tolérance aux xénobiotiques et de la capacité de phytoremédiation chez arabidopsis thaliana

Les sucres solubles exogènes induisent, chez Arabidopsis thaliana, une forte tolérance à l'atrazine. Cette tolérance est liée à l'activation de mécanismes de défense contre le stress oxydatif généré par l'atrazine, à une dérépression des gènes associés à la photosynthèse et probablement à une induction de voies de détoxification de l'atrazine. L'étude d'un mutant affecté dans la voie de biosynthèse de l'amidon a permis de démontrer que les mécanismes de tolérance à l'atrazine pouvaient également être induits par des modifications de l'allocation du carbone et par conséquent des niveaux de sucres endogènes dans les plantules. Comme les plantes tolérantes accumulaient l'herbicide dans leurs tissus, des expérimentations à l'échelle du microcosme de sol ont montré que l'induction de tolérance à l'atrazine par application de sucre exogène pourrait permettre des applications innovantes en biotechnologie de l'environnement.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocRENNES-Géosciences (352382209) / SudocSudocFranceF

Plasticité physiologique et moléculaire de la tolérance aux xénobiotiques et de la capacité de phytoremédiation chez arabidopsis thaliana

Les sucres solubles exogènes induisent, chez Arabidopsis thaliana, une forte tolérance à l'atrazine. Cette tolérance est liée à l'activation de mécanismes de défense contre le stress oxydatif généré par l'atrazine, à une dérépression des gènes associés à la photosynthèse et probablement à une induction de voies de détoxification de l'atrazine. L'étude d'un mutant affecté dans la voie de biosynthèse de l'amidon a permis de démontrer que les mécanismes de tolérance à l'atrazine pouvaient également être induits par des modifications de l'allocation du carbone et par conséquent des niveaux de sucres endogènes dans les plantules. Comme les plantes tolérantes accumulaient l'herbicide dans leurs tissus, des expérimentations à l'échelle du microcosme de sol ont montré que l'induction de tolérance à l'atrazine par application de sucre exogène pourrait permettre des applications innovantes en biotechnologie de l'environnement.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocRENNES-Géosciences (352382209) / SudocSudocFranceF

Implication des sucres solubles dans les réponses aux stress xénobiotique et oxydatif chez Arabidopsis thaliana

Les sucres solubles, principalement, saccharose, glucose et fructose, jouent un rôle central dans la structure, le métabolisme et le fonctionnement des plantes. Ils sont de plus impliqués dans de nombreux mécanismes de réponse aux stress, biotiques ou abiotiques, où ils agissent non seulement en tant que métabolites, mais aussi en tant que signaux capables d activer des voies de signalisation aboutissant à des modifications d expression génétique. Leur implication dans les réponses aux stress xénobiotique et oxydatif a été étudiée chez la plante-modèle Arabidopsis thaliana en interaction avec des molécules polluantes, en particulier l atrazine, herbicide de la famille des triazines, qui a été prise comme polluant modèle générant un fort stress oxydatif. Les connaissances sur l induction de tolérance à l atrazine par le saccharose ont été systématisées par une approche transcriptomique couplée à des analyses biochimiques, génétiques, physiologiques et écophysiologiques. Il a été ainsi démontré que l atrazine provoquait, par des modifications d expression génétique, des perturbations importantes des systèmes de défense et de réparation. Ces effets négatifs étaient contrecarrés par le saccharose exogène, permettant un maintien ou une induction des systèmes de détoxication des espèces réactives de l oxygène et de réparation des dommages oxydatifs. De plus, des facteurs de transcription nécessaires à l activation de la tolérance par le saccharose ont été identifiés et partiellement caractérisés. Enfin, les effets d induction de tolérance ont été démontrés dans un contexte écophysiologique de fluctuations endogènes des sucres solubles dans diverses accessions d Arabidopsis, par une corrélation entre les teneurs en saccharose endogène et les variations de sensibilité à l atrazine, révélant ainsi l importance de l état nutritionnel et de l allocation du carbone dans les processus d acclimatation aux stress abiotiques chez les plantes.Soluble sugars, i.e. mainly sucrose, glucose and fructose, play a central role in the structure, metabolism and functioning of higher plants. They are also involved in responses to numerous biotic or abiotic stresses, where they act not only as metabolites, but also as signalling molecules that activate signal transduction pathways leading to important modifications of gene expression. Their involvement in the responses to xenobiotic and oxidative stress was studied in the model plant Arabidopsis thaliana in interaction with pollutant molecules, principally atrazine, an herbicide of the triazine family, which was used as a model pollutant causing severe oxidative stress. Sucrose-induced tolerance to atrazine stress was analysed by transcriptome profiling associated with further biochemical, genetic, physiological and ecophysiological studies. This resulted in the demonstration that atrazine induced modifications of gene expression leading to severe disturbances of defence and repair systems. These toxic effects were lifted by exogenous sucrose, which maintained or induced mechanisms of reactive oxygen species detoxication and of repairs of oxidative damage. Moreover, transcription factors that are necessary for the activation of sucrose-induced tolerance were identified and partially characterised. Finally, induction of tolerance was validated in the ecophysiological context of endogenous soluble sugar fluctuations in various accessions of Arabidopsis, through correlations between the levels of endogenous sucrose and variations of atrazine sensitivity, thus revealing the importance of nutritional status and carbon allocation in acclimation to abiotic stresses in plants.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Purification and Characterization of a Novel Aminopeptidase, Plastidial Alanine-Aminopeptidase, from the Cotyledons of Etiolated Sugar Beet Seedlings.

During prolonged dark growth of sugar beet (Beta vulgaris L.) seedlings, etioplasts, rapidly after the proplastid-etioplast transition, undergo a degenerative process characterized by ultrastructural modifications, protein loss, and the decrease of carotenoid and chlorophyll accumulation upon illumination. Two plastidial aminopeptidase activities were identified as early markers of this degenerative process (A. El Amrani, I. Couee, J.-P. Carde, J.-P. Gaudillere, P. Raymond [1994] Plant Physiology 106: 1555-1565). The present study focuses on one of these markers and describes the purification to homogeneity and characterization of plastidial alanine-aminopeptidase. This novel aminopeptidase was found to be a metallo-type naphthylamidase particularly active with alanyl, arginyl, and leucyl substrates. Its plastidial location was confirmed by immunofluorescence with polyclonal antibodies against the purified enzyme. Its physico-chemical and enzymic properties are discussed with respect to other higher plant aminopeptidases and to its potential functions during prolonged dark growth

Sucrose modifies growth and physiology in axenically grown Myriophyllum spicatum with potential effects on the response to pollutants

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