Compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse au cadmium de Medicago truncatula en interaction symbiotique avec Glomus intraradices (analyses physiologiques et moléculaires)

Abstract

L étude de l interaction tripartite M. truncatula G. intraradices-cadmium nous a permis par la combinaison des approches physiologiques et moléculaires de décrypter les mécanismes impliqués directement ou indirectement dans cette interaction. Les études morphologiques et physiologiques ont révélé la sensibilité de M. truncatula Jemalong 5 vis-à-vis du Cd2+ (2 ppm). En plus de l amélioration de la croissance de la plante, nous avons démontré que la symbiose mycorhizienne à arbuscule (SMA) confère à la plante une certaine tolérance vis-à-vis du Cd2+et oriente la plante vers une stratégie de phytoextraction. L approche protéomique effectuée a révélée 30 protéines au niveau des racines et 23 protéines des organes aériens dont le niveau d accumulation vari significativement en réponse à l un ou l autre des traitements. Suite à l analyse de la distribution fonctionnelle des protéines identifiées, nous avons démontré l implication de la SMA dans la sur-accumulation de protéines potentiellement responsables de l atténuation de la toxicité du Cd2+ via des propriétés anti-oxydantes. L étude ciblée de l expression des gènes impliqués dans la défense, a permis d exclure la mise en place d un mécanisme de régulation globale de ces gènes en réponse à la SMA. L identification et la quantification des isoflavonoïdes dans les racines de M. truncatula suite aux différents traitements ont par ailleurs mis en évidence l implication potentielle de ces molécules dans la réponse au stress cadmique.In this work, we have combined physiological and molecular approaches to decipher the mechanisms involved directly or indirectly in the triple interaction Medicago truncatula-Glomus intraradices-cadmium . The morphological and physiological studies have revealed the sensitivity of M. truncatula Jemalong 5 towards Cd2 + (2 ppm). In addition to the improvement of development of plant by colonization , AMS confers to plant a certain tolerance towards cadmium stress, attenuating phytotoxic effects of Cd2 + by the dilution of its content in plant tissues, directing the plant to a phytoextraction strategy. The non-targeted proteomic approach revealed proteins whose accumulation showed significant change following the various treatments, including 30 proteins in roots and 23 proteins in aerial organs that were identified by LC-MS / MS and MALDI-TOF. Following the analysis of the functional distribution of these proteins, we have demonstrated the involvement of AMS in the up-accumulation of proteins potentially responsible for the alleviation of the toxicity of Cd2 + by decreasing the oxidative stress. The targeted study of the expression of genes involved in defence, has ruled out a global regulation of these genes in response to AMS. The identification and quantification of isoflavonoids in roots of M. truncatula following the various treatments also have highlighted the potential involvement of these molecules in response to cadmium stress.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF