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Dissertations / Theses on the topic 'Photorespiration'
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CASIRAGHI, FABIO MARCO. "THE INTERPLAY BETWEEN PHOTORESPIRATION AND IRON DEFICIENCY." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2016. http://hdl.handle.net/2434/347430.
Full textAbstract:
ABSTRACT
Iron (Fe) is an essential micronutrient for plants as it takes part in major metabolic pathways such as photosynthesis and respiration and is linked to many enzymes that accomplish many other cellular functions (DNA synthesis, nitrogen fixation, hormone production). Fe deficiency reduces crop yields worldwide but particularly in plants grown on calcareous soils, which represent almost the 30% of the earth land surface. In the near future to cope with the increasing demand of food caused by a strong increase in world’s population (FAO estimates in 9 billion people by 2050), agriculture must be extended to marginal areas, many of which include calcareous soils.
The most evident effect of Fe deficiency in plant leaves is a marked chlorosis caused by a decrease in chlorophyll biosynthesis, which may result in a reduction in CO2 assimilation rate. In these conditions leaves have low photo-synthetic activity but they absorb more light energy per chlorophyll mol¬ecule than required for photosynthesis, especially under high radiation. This results in a high risk for photoinhibitory and photooxidative dam¬ages in Fe-deficient leaves. The photorespiratory cycle can be considered in these circumstances as an energy dissipating cycle, operating between chloroplasts, peroxisomes, mitochondria and cytosol, which helps to protect chloroplasts from photoinhibition and plants from excessive accumulation of reactive oxygen species.
We suggest that Fe deficiency leads to a strong impairment of the photosynthetic apparatus at different levels: an increase in the rate of CO2 assimilation in many biological repetition (+29%) was observed, suggesting a possible induction of photorespiratory metabolism. However, the variation was not significative and so further analysis must be required in order to reduce the variability among the repetition to get more reliable results. In addition, the reduction of CO2 assimilation can be also attributable to a reduced stomatal conductance or to a mesophyll-reduced utilization of CO2.
Iron deficiency affects also amminoacid (aa) metabolism since the concentration of Ser and Gly, two aa involved in the photorespiratory metabolism, increased in leaves (+94% and +160%, respectively). Resupply of iron to Fe-deficient plants led to an increase in the concentration of some divalent cations other than Fe like Ca and Mn, whilst Na, Mg, Cu, Zn decrease as Fe sufficient condition are restored. On the other hand, as Fe deficiency proceeds during time, we observed a significant increase in Na, Mg, Zn, Mn content. This alterations suggest that Fe deficiency induces a metabolic imbalance in which other divalent cations are absorbed by unspecific transporter, due to their similar characteristics to Fe.
Under our experimental conditions, ROS accumulation detected in cucumber plants grown in the absence of Fe could be attributable to an increase in the activity of enzymes involved in their formation or to a reduced detoxification. We observed a slight induction in the activity of Cu/Zn-SOD isoform whereas a reduction in Fe- and also in Mn-SOD isoforms activity was also recorded. At the same time, the concentration of H2O2 in the leaves of Fe-deficient plants was significantly higher (+40%). This overproduction could lead to an onset of oxidative stress which can lead to further cell damage at different levels also with the involvement of the photosynthetic apparatus. Fe deficiency also induces alterations in peroxisomes at different levels indicating modifications in the photorespiratory metabolism. The complete lack of Fe results in a strong inhibition of catalase activity (-35%). Nevertheless, we detect higher levels of catalase in Fe-deficient plants compared to the control condition. In Fesufficient condition the total activity of hydroxypyruvate reductase was fully attributable to the peroxisomal isoform (HPR1), while we recorded an equal distribution of the activity between the two isoforms, peroxisomal and cytosolic (HPR2) in plants grown under conditions of Fe deficiency.
Moreover, the characterization of rice mutant plants defective in mitochondrial Fe importer allow us to investigate the involvement of this organelle in the photorespiratory metabolism during Fe deficiency. The partial loss of function of MIT (mit-2) affects the mitochondrial functionality by decreasing the respiratory chain activity. Furthermore, the transcriptome and the metabolome strongly change in rice mutant plants, in a different way in roots and shoot. Biochemical characterization of purified mitochondria from rice roots showed alteration in the respiratory chain of mit-2 compared to wild type plants. In particular, proteins belonging to the type II alternative NAD(P)H dehydrogenases strongly accumulated in mit-2 plants, indicating that mit-2 mitochondria activate alternative pathways to keep the respiratory chain working.
The data obtained and exposed in this doctorate thesis, in agreement with what widely previously reported in literature, allow us to state that the absence or the low Fe bioavailability during the growth of the plants results in several alterations more or less reversible at different levels of the overall metabolic plant system.
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Holbrook, G. P. "Limitations to photosynthesis associated with photorespiration in wheat leaves." Thesis, University of York, 1985. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.356165.
Full text
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Hartwell, James. "The regulation of phosphoenolpyruvate carboxylase in higher plants." Thesis, University of Glasgow, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.241716.
Full text
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Gillon, Jim. "Carbon isotope discrimination : interactions between respiration, leaf conductance and photosynthetic capacity." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.363893.
Full text
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Bagard, Matthieu Jolivet Yves Dizengremel Pierre. "Impact de l'ozone sur les processus photosynthétiques et photorespiratoires du peuplier (Populus x canescens [Aiton] Sm.) au cours du développement foliaire Aspects écophysiologiques et cellulaires /." S. l. : Nancy 1, 2008. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2008_0017_BAGARD.pdf.
Full text
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Liu, Yanpei. "Phosphoregulation of photorespiratory enzymes in Arabidopsis thaliana." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS052/document.
Full textAbstract:
La photorespiration est un processus essential chez tous les organismes photosynthétiques. Elle est déclenchée par l’activité oxygénase de la Ribulose-1,5-Bisphosphate Carboxylase/Oxygenase (RuBisCO) menant à la production d’une molécule de 3-phosphoglycerate and une molécule de 2-phosphoglycolate (2PG). Le 2PG est toxique et sera recyclé par la photorespiration qui implique huit principales enzymes et prend place dans les chloroplastes, les peroxysomes, les mitochondries et le cytosol. Bien que la photorespiration aboutisse à une efficacité réduite de l’assimilation du CO₂ photosynthétique et soit considérée comme un processus inutile, le phénotype de croissance des mutants d’enzymes photorespiratoires (croissance réduite, chlorose) reflète l’importance de ce processus dans la croissance et le développement normal car il interagit avec plusieurs voies métaboliques primaires. Les données actuelles montrent que sept des huit principales enzymes photorespiratoires pourraient être phosphorylées et qu’ainsi la phosphorylation pourrait être un élément régulateur essentiel du cycle photorespiratoire. Afin de mieux comprendre la régulation du cycle photorespiratoire, nous avons étudié l’effet d’une phosphorylation/ absence de phosphorylation sur la sérine hydroxyméthyltransférase 1 mitochondriale (SHMT1) et de l’hydroxypyruvate réductase peroxisomale en utilisant des versions de ces enzymes mimant une phosphorylation (sérine ou la thréonine mutée en acide aspartique) ou une absence de phosphoryaltion (sérine ou thréonine mutée en alanine).Deux sites sont phosphorylés chez HPR1: S229 et T335. La mutation de ces sites montre que seule la version mimant une phosphorylation sur le site T335 (HPR1 T335D) entraîne une activité réduite de la protéine recombinante HPR1. Ce résultat a été confirmé in vivo puisque le mutant Arabidopsis hpr1 exprimant HPR1 T33D était incapable de totalement complémenter le phénotype photorespiratoire du mutant hpr1.Par complémentation du mutant d’Arabidopsis shm1-1 par une forme sauvage de SHMT1, d’une version mimant (S31D) ou non (S31A) une phosphorylation, les résultats ont montré que toutes les formes de SHMT1 pouvaient presque totalement complémenter le phénotype de croissance de shm1-1. Cependant, chaque ligne transgénique n'avait que 50% de l'activité de SHMT normale. En réponse à un stress dû au sel ou à la sécheresse, les lignées Compl-S31D ont montré un déficit de croissance plus accentué que les autres lignées transgéniques. Cette sensibilité au sel semble refléter les quantités réduites de protéines SHMT1-S31D ainsi qu’une activité plus faible ayant un impact sur le métabolisme des feuilles, entraînant une sous-accumulation de proline et une suraccumulation de polyamines. La mutation S31D de la protéine SHMT1 a également entraîné une réduction de la fermeture stomatique induite par le sel et l'ABA. Ainsi, nos résultats soulignent l’importance du maintien de l’activité du SHMT1 photorespiratoire dans des conditions de stress dû au sel et à la sécheresse et indiquent que la phosphorylation de SHMT1 S31 pourrait être impliquée dans la modulation de la stabilité de la protéine SHMT1Photorespiration is an essential process in oxygenic photosynthetic organisms, and it is triggered by the oxygenase activity of Ribulose-1,5-Bisphosphate Carboxylase/Oxygenase (RuBisCO) to produce one molecular 3-phosphoglycerate and one molecular 2-phosphoglycolate. The toxic 2-PG is recycled by the photorespiratory pathway which includes eight core enzymes and takes place in chloroplasts, peroxisomes and metochondria and cytosol. Although the photorespiration leads to a reduced efficiency of the photosynthetic CO₂ assimilation and thereby is considered as a wasteful process, the growth phenotype of the photorespiratory enzymes can reflect the importance of this process in normal growth and development of air-grown plants. Normally, for most photorespiratory enzyme mutants, they exhibit small, chlorotic plants sometimes non-viable in air which are not observed when the mutants are grown under high CO₂ condition that limit the photorespiration by reducing the RuBisCO oxygenase activity. Photorespiratory cycle interacts with several major primary metabolic pathways, thus is a highly regulated and extensive works. Current data show that seven of eight core photorespiratory enzymes could be phosphorylated and the protein phosphorylation seems to be a critical regulatory component of the photorespiratory cycle. In order to better understand the regulation of the photorespiratory cycle, we explored the effect of SHMT1 and HPR1 phosphorylation/non-phosphorylation events on plant physiology and metabolism by several methods: Site-directed mutagenesis assay, complementation assay, activity assay, stomatal aperture assays, plant salt/drought resistance assays, metabolites measurement, gas exchange measurement. The results show the phosphorylation mimicking version of HPR1 at T335 results to a less HPR1 activity and retarded growth at the ambient air condition. For the phosphorylation mimicking version of SHMT1 at S31 resulted in a less stability leading to a reduced resistance to drought and salt stress. The decline of resistance against abiotic stress was mainly due to impairment in the closure of stomata which were unable to respond properly to ABA probably because of a default in the PLC pathway. So there results indicate that the phosphorylation of SHTM1 leads to a negative effect for the plant growth especially under stress condition. Thus, we propose that the SHMT1 can be phosphorylated at a basic level under normal growth conditions, once the photorespiratory flux is increased such under salt stress condition, the SHMT1 should be dephosphorylated to stabilize SHMT1 and sustain a high photorespiration flux to cope with reduced CO₂ availability
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Carvalho, Josirley De FaÌtima CorreÌ‚a. "Manipulating carbon metabolism to enhance stress tolerance : (short circuiting photorespiration in tobacco)." Thesis, Lancaster University, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.435874.
Full text
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Duminil, Pauline. "Characterization of two primary metabolism enzymes in Arabidopsis thaliana : phosphoglycerate mutase and phosphoglycolate phosphatase." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS591.
Full textAbstract:
Les plantes sont des organismes sessiles. Elles doivent réagir rapidement et efficacement aux stress biotiques et abiotiques qu’elles subissent. Pour cela, elles utilisent plusieurs niveaux de régulation. L’un d’eux, rapide et réversible, consiste a effectuer des modifications post-traductionnelles (PTMs) sur ses enzymes. La PTM la plus répandue est la phosphorylation protéique, qui intervient dans diverses voies du métabolisme primaire. La glycolyse permet la production d’énergie (ATP) et de pouvoir réducteur à partir de glucose. La régulation de la phosphoglycérate mutase d’Arabidopsis thaliana (AtiPGAM) a été étudiée grâce à une analyse d’un site de phosphorylation dans le but d’élucider le mécanisme réactionnel. La photorespiration est un processus essentiel pour les organismes photosynthétiques. Ce cycle, initié par l’activité oxygénase de la ribulose-1,5-biphosphate carboxylase / oxygénase (RuBisCO), produit notamment une molécule de 2-phosphoglycolate (2-PG), toxique pour la plante. Le recyclage, couteux, du 2-PG par le cycle photorespiratoire se déroule dans quatre compartiments (chloroplaste, peroxysome, mitochondrie et cytosol). Sept des huit enzymes du cycle photorespiratoire sont phosphorylables. La phosphoglycolate phosphatase (AtPGLP1), première enzyme du cycle, est associée à quatre phosphosites. Des approches in vitro et in planta développées chez A. thaliana ont permis d’acquérir de nouvelles données sur la régulation post-traductionnelle de cette protéine, à la fois par phosphorylation et par oxydo-réductionAs sessile organisms, plants need to rapidly and effectively react to environmental abiotic and biotic stresses. To do so, various regulatory mechanisms exist that include post-translational modifications (PTMs) of proteins. One of the most prevalent PTM is protein phosphorylation that has been shown to occur in many metabolic pathways. Glycolysis allows the production of energy (as ATP) and reducing power from glucose. In this context, the regulation of Arabidopsis thaliana phosphoglycerate mutase (AtiPGAM) was studied by analysing a phosphorylation site potentially involved in the reaction mechanism of this glycolytic enzyme. The photorespiratory cycle is a major metabolic pathway occurring in all photosynthetic organisms. It is initiated by the oxygenase activity of the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) and leads to the production of toxic 2-phosphoglycolate (2-PG) molecules. The costly recycling of 2-PG by the photorespiratory cycle takes place in four different compartments (chloroplast, peroxisome, mitochondrion and cytosol). Seven of the eight core photorespiratory enzymes appear to be phosphorylated. Phosphoglycolate phosphatase (AtPGLP1), the first enzyme of the cycle that metabolizes 2-PG to glycolate, is associated with four phosphosites. In vivo and in vitro approaches using Arabidopsis thaliana have allowed us to obtain further insights into the post-translational regulation of this protein by protein phosphorylation and by oxidation-reduction
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Blackwell, Raymond David. "Isolation and characterisation of mutants of higher plants unable to carry out photorespiration." Thesis, Lancaster University, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.328522.
Full text
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Laureau, Constance. "Le rôle de la PTOX dans l’acclimatation des plantes alpines aux conditions extrêmes." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112125/document.
Full textAbstract:
Le climat alpin à plus de 2400 mètres d’altitude montre des fortes variations de température, des intensités lumineuses très élevées (3000 µmol photons m-2 s-1) qui sont connues pour générer un état de réduction importante de la chaine de transport des électrons photosynthétique. Le bon fonctionnement du processus photosynthétique est primordial pour les quelques espèces de plantes vasculaires qui sont présentes à l’étage alpin et qui doivent terminer leur cycle de vie lors d’une très courte période de végétation.Soldanella alpina et Ranunculus glacialis sont deux espèces inféodées aux étages alpin et nival. Dans leur site naturel de croissance nous avons mesuré des températures faibles (0.7°C) et fortes (37°C) sous des lumières supérieures à 2500 µmol photons m-2 s-1. Chez les espèces non-alpines ces conditions induisent la photoinhibition du PSII, ce qui est évité chez S. alpina et R. glacialis, par des mécanismes très différents. Les systèmes antioxydants et le quenching non photochimique sont particulièrement importants chez S. alpina. Chez Ranunculus glacialis, la photorespiration reste très importante et un contenu élevé en PTOX est décrit. Le rôle des antioxydants et de la PTOX dans la photoprotection des deux espèces ont été étudiés. Dans une partie de thèse, nous avons montré qu’une diminution de la capacité antioxydante par une diminution de la concentration en glutathion n’affecte pas la tolérance vis-à-vis de la photoinhibition à basse température. Dans une deuxième partie les résultats supposent qu’une surexpression de la PTOX chez le tabac augmente la photoinhibition à lumière forte par production des espèces réactives d’oxygène. En utilisant différentes conditions environnementales de croissance pour Ranunculus glacialis, nous avons pu montrer que l’expression de la PTOX est induite par des fortes lumières et non par des basses températures. Grâce à une approche associant mesures d’échanges gazeux et mesures de la fluorescence de la chlorophylle, nous avons montré qu’un flux d’électrons conséquent vers l’oxygène, indépendant de la photorespiration, corrélait avec la présence de la PTOX mais que l’activité de la PTOX sous des conditions qui permettent l’assimilation du CO2 et la photorespiration n’est pas maximale. Grâce à des mesures de fluorescence chlorophyllienne en présence de différents inhibiteurs photosynthétiques, nous avons pu montrer que l’importance de ce flux d’électrons vers l’oxygène corrèle avec la quantité de PTOX présente dans les feuilles, dans des conditions réductrices. Ces résultats nous ont amenés à conclure que chez Ranunculus glacialis, la PTOX peut prendre en charge un flux significatif d’électrons, éviter ainsi l’apparition d’un état réduit de la chaine de transfert photosynthétique, et protéger la plante vis-à-vis de la photoinhibition en agissant comme une valve de sécurité. Ces travaux permettent d’apporter des précisions sur un modèle original de photoprotection, qui a été l’objet de nombreuses controversesThe alpine climate above 2400 meters altitude shows large variations in temperature and very important light intensity (3000 µmol photons m-2 s-1), which are known to generate a state of significant reduction in the photosynthetic electron transport chain. The proper functioning of the photosynthetic process is essential for vascular plants species that are present in this alpine environment and must complete their life cycle within a very short growing season.Soldanella alpina and Ranunculus glacialis are two species restricted to alpine and snow floors. In their natural growth environment we measured very low (0.7 ° C) and high temperature (37 ° C) under lights above 2500 µmol photons m-2 s-1. Among non-alpine species such conditions induce photoinhibition of PSII, which is avoided in S. alpina and R. glacialis, by very different mechanisms. Antioxidant systems and non-photochemical quenching are particularly important in S. alpina. In Ranunculus glacialis, photorespiration remains very important and a high content of PTOX is described. The roles of antioxidants and PTOX in photoprotection of both species were studied.In one part of the thesis, we showed that a decrease in antioxidant capacity by reducing the concentration of glutathione does not affect tolerance to low-temperature photoinhibition. In the second part the results imply that overexpression of PTOX in tobacco enhances photoinhibition by strong light to produce reactive oxygen species.Using different environmental conditions for Ranunculus glacialis growth, we showed that expression of the PTOX is induced by strong light, but not by low temperatures. With an approach combining gas exchange measurements and chlorophyll fluorescence measurements, we showed that an electron flow to oxygen, independent of photorespiration, correlated with the presence of PTOX. Through measures of chlorophyll fluorescence in the presence of various inhibitors photosynthetic, we could show that the importance of this electron flow to oxygen correlates with the amount of PTOX in the leaves, under reducing conditions. These results led us to conclude that in Ranunculus glacialis, the PTOX may support a significant flow of electrons, thus avoiding the appearance of a reduced state of the photosynthetic chain transfer, and protect the plant from photoinhibition, acting as a safety valve. These studies are discussed to help clarify a new pathway of photoprotection, which was the subject of much controversy
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Dellero, Younès. "L'Interactions entre la photorespiration avec le métabolisme primaire des feuilles d’Arabidopsis thaliana : Caractérisation de mutants pour la glycolate oxydase et la glutamate : glyoxylate aminotransférase 1." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS195/document.
Full textAbstract:
A la lumière, l’activité carboxylase de la RuBisCO permet de fixer le CO2 inorganique en matière organique, sous forme de 3-phosphoglycérate (3-PGA), qui sera utilisé pour la biosynthèse de sucres, d’acides organiques et aminés, de la paroi végétale etc. Cependant, elle possède aussi une activité oxygénase qui produit du 3-PGA et du 2-phosphoglycolate. Ce dernier composé étant toxique, il est métabolisé en 3-PGA par le cycle photorespiratoire qui se déroule dans le chloroplaste, le peroxysome et la mitochondrie. Malgré une perte partielle en carbone et en azote, l’importance de la photorespiration pour les plantes est illustré par les phénotypes néfastes que les mutants d’enzymes photorespiratoires présentent dans l’air (comme un retard de croissance, la chlorose, et de la létalité) et qui sont absents en fort CO2. Ceci pourrait refléter des interactions étroites entre la photorespiration et le métabolisme primaire des plantes. Afin de mieux comprendre ces interactions et la mise en place des phénotypes photorespiratoires, des mutants pour la glycolate oxydase (GOX) et la glutamate:glyoxylate aminotransférase ont été caractérisés à travers plusieurs analyses complémentaires: des échanges gazeux, de la fluorescence chlorophyllienne, du marquage des métabolites avec du 13C, des dosages de métabolites, de cofacteurs, et de la RuBisCO. Les résultats montrent que, suite à un transfert de fort CO2 dans l’air, l’inhibition de la photosynthèse observée chez nos mutants est principalement due à un défaut du recyclage du carbone photorespiratoire qui diminue l’activité de la RuBisCO. Cette inhibition photosynthétique a un impact négatif sur la quantité de RuBisCO dans les feuilles de ces mutants par rapport aux plantes contrôles. De plus, lorsque l’inhibition de la photosynthèse est trop importante chez nos mutants photorespiratoires, la carence en carbone déclenche de la sénescence dans leurs feuilles âgées. En parallèle, une comparaison des paramètres cinétiques de la GOX d’A. thaliana (plante en C3) et de Z. mays (plante en C4) associée à la mesure d’effets isotopiques 13C et 2H a révélé que ces enzymes partageaient des paramètres Michaéliens équivalents pour le glycolate, ainsi qu’un mécanisme réactionnel identique mettant en jeu un transfert d’hydrureIn the light, the RuBisCO carboxylase activity assimilates inorganic CO2 into organic compounds, via the production of 3-phosphoglycerate (3-PGA) that is used for the biosynthesis of sugars, organic and amino acids, plant cell walls etc. However, it also has an oxygenase activity that makes 3-PGA and 2-phosphoglycolate (2-PG). The toxic 2-PG is metabolized to 3-PGA by the photorespiratory cycle, which takes place in chloroplasts, peroxisomes and mitochondria. Despite a partial loss of carbon and nitrogen, the importance of photorespiration for growth can be seen by the negative phenotypes exhibited by photorespiratory enzyme mutants in air (i.e. slow growth, leaf chlorosis, and sometimes lethality), which are not observed under high CO2 conditions. This may reflect the metabolic interactions between photorespiration and plant primary metabolism. To better understand such interactions and the development of photorespiratory phenotypes, mutants for glycolate oxidase (GOX) and glutamate:glyoxylate aminotransferase have been characterized by several complementary methods: analysis of gas exchanges, chlorophyll fluorescence,13C-labeling of metabolites, measurements of metabolites, cofactors and RuBisCO levels. The results show that, after a high CO2-to-air transfer, the inhibition of photosynthesis in the mutants is mainly due to a defect in photorespiratory carbon recycling leading to a decreased RuBisCO activity. The inhibition of carbon assimilation negatively impacts mutant leaf RuBisCO content when compared to wild-type plants. In the mutants, when photosynthetic inhibition is too high, the resulting carbon starvation triggers the onset of senescence in their old leaves. In parallel to this work, a comparison of the kinetic parameters of GOX from A. thaliana (C3 plant) and Z. mays (C4 plant) coupled to measurements of 13C and 2H kinetic isotopic effects showed that these enzymes share similar Michaelian parameters for glycolate, and a similar hydride transfer reaction mechanism
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Rademacher, Nadine [Verfasser], Andreas [Gutachter] Weber, and Veronica [Gutachter] Maurino. "The Evolution of Photorespiration in Photosynthetic Eukaryotes / Nadine Rademacher. Gutachter: Andreas Weber ; Veronica Maurino." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2016. http://d-nb.info/1102352586/34.
Full text
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Rahantaniaina, Marie Sylviane. "Vers une meilleure compréhension des systèmes antioxydants chez la plante face aux contraintes environnementales : approches expérimentales et modélisation mécaniste." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS246/document.
Full textAbstract:
Les voies métaboliques les plus importantes dans le contrôle du stress oxydant chez la plante restent à élucider. Celles liées au glutathion jouent un rôle important. Cependant, les réactions responsables de l'oxydation du glutathion (du GSH en GSSG) n'ont pas encore été clairement identifiées. L’analyse des données biochimiques, transcriptomiques et génétiques soulèvent des questions pour mieux comprendre comment la régulation redox liée au stress pourrait influer sur la signalisation hormonale chez les plantes. Par une approche de génétique inverse utilisant, notamment, le mutant photorespiratoire conditionnel cat2, nous avons étudié la réponse et l'importance fonctionnelle de trois voies potentielles, médiées par les glutathion S-transférases, les peroxirédoxines dépendant de la glutarédoxine et les déhydroascorbate réductases (DHARs) chez Arabidopsis. Ainsi, l'interaction entre les DHARs semble être nécessaire pour coupler les pools d'ascorbate et de glutathion lors d’un stress oxydant. En complément à l'approche expérimentale, une modélisation mécaniste a permis d'étudier la production de H2O2 et son métabolisme, en lien avec l'activité catalase et la voie ascorbate-glutathion. Le modèle révèle que la catalase et l'ascorbate peroxydase prennent en charge de concert le traitement de H2O2, y compris dans les conditions optimales de croissance. Nos simulations suggèrent que la disponibilité en NADPH peut déterminer l'oxydation du glutathion via la monodéshydroascorbate réductase. Nos résultats expérimentaux et le modèle cinétique valident que la sensibilité du statut du glutathion au stress oxydant constitue un senseur approprié des augmentations du H2O2The most important metabolic pathways in the control of oxidative stress remain to be elucidated in plants. Those linked to glutathione play an important role. However, the reactions responsible for its oxidation have not been clearly identified. Here, analysis based on available biochemical, transcriptomic and genetic data emphasized likely important questions to be elucidated for a full understanding of how stress-related redox regulation might impinge on phytohormone-related signaling pathways. Using a reverse genetics approach and the photorespiratory conditional cat2 mutant, we studied the response and functional importance of three potential routes for glutathione oxidation pathways mediated by glutathione S-transferases, glutaredoxin dependent peroxiredoxins, and dehydroascorbate reductases (DHAR) in Arabidopsis during oxidative stress. Hence, interplay between different DHARs appears to be necessary to couple ascorbate and glutathione pools and to allow glutathione-related signaling during enhanced H2O2 metabolism. In addition to experimental work, modelling is another way to investigate H2O2 production and its metabolism related to catalase activity and ascorbate glutathione pathway. This approach led to major conclusions, that catalase and ascorbate peroxidase can share the load in H2O2 processing even in optimal growth conditions. Furthermore, simulations propose that NADPH availability may determine glutathione oxidation through its influence on monodehydroascorbate reduction. Taken together, experimental results and our kinetic model strengthen that the sensitivity of glutathione status to oxidative stress acts as a suitable sensor of increased H2O2
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Logie, Malcolme Ronald Ruxton. "Photosynthetic gas exchange responses to light, temperature, carbon dioxide and water stress, and changes in photosynthetic pigments to light and water stress in two cultivars of Hordeum vulgare L." Thesis, Rhodes University, 1992. http://hdl.handle.net/10962/d1003779.
Full textAbstract:
The gas exchange responses of two cultivars of Hordeum vulgare L., to light, temperature, CO₂ and water stress were investigated in the laboratory. The optimum temperature for net CO₂ assimilation was found to be 25°C and 22.5°C for cv. Clipper and cv. Dayan respectively. Net CO₂ assimilation was reduced at 30°C in cv. Dayan. At low light intensity the highest quantum yield efficiency was 0.051 mol.mol⁻¹ at 30°C for cv. Clipper, and 0.066 mol.mol⁻¹ at 20°C for cv. Dayan. At the same temperature, cv. Clipper had a higher water use efficiency than cv. Dayan, but stomatal conductance for cv. Dayan was higher than cv. Clipper. Stomatal limitation to CO₂ was lowest at the optimum temperature for CO₂ assimilation in both cultivars. Stomata limited CO₂ assimilation in cv. Clipper to a larger degree than in cv. Dayan. Relative stomatal limitation for cv. Clipper at 25°C was 0.280 ± 0.010, and for cv. Dayan at 22.5°C was 0.028 ± 0.011. Short-term exposure to elevated CO₂ concentrations increased CO₂ assimilation in both cultivars, but more so for cv. Clipper. Transpiration rate at elevated CO₂ partial pressures were higher in cv. Dayan than in cv. Clipper. At very high CO₂ (860 μmol.m⁻²s⁻¹) partial pressure water use efficiency in cv. Clipper was higher than cv. Dayan, but at low CO₂ partial pressures water use efficiency in cv. Dayan was higher than cv. Clipper. Water stress reduced the relative leaf water content and net CO₂ assimilation in both cultivars. Cultivar Dayan was more tolerant to water stress, and CO₂ assimilation in this cultivar was less affected by water stress. In both cultivars water stress increased the concentration of chlorophyll a, chlorophyll b, and chlorophyll a+b. The chlorophyll a:b ratio remained relatively constant throughout the stress period. No correlation between relative leaf water content and total carotenoid concentration was observed.
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LEBOULANGER, CHRISTOPHE. "Role et importance de la photorespiration du phytoplancton dans les bilans de carbone au niveau oceanique." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066234.
Full textAbstract:
La prevision de la reponse de l'ecosysteme oceanique aux changements globaux determines par les emissions de gaz a effet de serre dues a l'activite humaine est l'un des enjeux majeurs de la recherche en oceanologie. Les producteurs primaires, par leur position cle en tant que pompe biologique pour le carbone, sont l'objet d'etudes de plus en plus precises quant a leur fonctionnement dans la couche euphotique des oceans, alors que le carbone organique dissous apparait comme un vecteur privilegie pour la sequestration des produits de la production primaire dans les couches d'eaux profondes. Au cours de la photosynthese, passage du carbone inorganique au carbone organique a la base de la plupart des chaines trophiques, une fonction biologique mal connue chez le phytoplancton a pour effet un relargage du carbone nouvellement fixe dans le milieu environnant sous forme de glycolate, il s'agit de la photorespiration. Cette reaction repandue chez tous les vegetaux concourt notamment a diminuer la precision des mesures de production primaire nettes, et produit un substrat pour les microorganismes heterotrophes presents dans le milieu. Afin de determiner l'etendue spatiotemporelle de ce phenomene et de ses eventuelles implications dans le cycle du carbone dans l'ocean, de nouvelles methodes de dosage du glycolate ont ete mises au point, palliant les carences des methodes preexistantes. Ces deux methodes reposent sur une extraction et une concentration du compose de l'eau de mer apres filtration, suivie d'un dosage chromatographique. La chromatographie liquide haute performance a d'abord ete utilisee, puis la chromatographie en phase vapeur a apporte une plus grande precision, ainsi qu'une absolue certitude qualitative par l'utilisation couplee de la spectrometrie de masse. L'utilisation de ces methodes en milieu oceanique a permis de montrer l'existence de cycles journaliers pour l'abondance du glycolate dissous, avec des maxima absolus certainement regules par les consommateurs heterotrophes. Une relation simple a pu etre etablie entre la concentration en glycolate dissous et la biomasse phytoplanctonique pour les ecosystemes les plus oligotrophes. Des experiences d'incubations de communautes naturelles ont permis de montrer que la nature de la source azotee pouvait influer fortement sur le rejet de glycolate, alors que l'etude de cultures monospecifiques a montre que la photorespiration pouvait jouer le role de regulateur lors de l'assimilation couplee du carbone et de l'azote. Il apparait finalement que l'existence de la photorespiration et du rejet de carbone organique auquel elle donne lieu ne peut plus etre ignoree lorsqu'on essaie d'affiner les mesures de production primaire, ni lorsqu'on essaie d'etablir des relations trophiques fines entre les divers composants des communautes planctoniques. L'importance de molecules a courte duree de vie comme le glycolate dans les variations spatiotemporelles du carbone organique dissous est mise en avant, liee a la notion meme de pompe biologique
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Rzigui, Touhami. "Analyse de la réponse d’un mutant mitochondrial de Nicotiana sylvestris au manque d’eau." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112144/document.
Full textAbstract:
Pour étudier le rôle de la mitochondrie dans la tolérance à la sécheresse, la réponse à la contrainte hydrique a été comparée entre une lignée sauvage (WT) et un mutant CMSII (Cytoplasmic Male Sterile) de Nicotiana sylvestris. Chez le mutant CMSII, le complexe I mitochondrial est absent et la respiration est assurée par les NAD(P)H déshydrogénases alternes et elle est maintenue à un niveau supérieur de l’ordre de 20 à 30% à celui du WT. La différence observée entre les plantes WT et CMSII met en jeu non seulement le fonctionnement mitochondrial, mais également le fonctionnement des chloroplastes. En effet, l’activité photosynthétique du mutant est plus faible que celui du WT et elle est corrélée avec une plus faible conductance stomatique (gs) et mésophyllienne (gm).Après l’arrêt de l’arrosage, on observe que le contenu relatif en eau (RWC) diminue plus lentement chez les feuilles du CMSII. Ceci n’était pas le résultat d’une plus petite surface de transpiration ou d’une masse racinaire d’absorption plus élevé puisque le rapport partie aérienne/racine et la surface foliaire totale ont été similaires au début de l’expérience chez les deux génotypes. De plus la mutation n’a pas induit des changements au niveau des paramètres hydriques (P0, PTLP, RWCTLP) ni au niveau de la densité stomatique. La tolérance des plantes CMSII a été le plus probablement la conséquence de sa plus faible transpiration en conditions bien hydratées et aux premiers jours de déshydratation et non pas d’une meilleure efficacité d’absorption de l’eau puisque le contenu en eau du sol reste plus élevé chez CMSII après l’arrêt de l’arrosage. La plus faible conductance stomatique chez le CMSII bien hydraté a été expliquée par sa plus faible conductance hydraulique. De plus, contrairement au WT, le niveau des acides aminés totaux diminue au cours de la déshydratation lorsque le contenu en protéines solubles augmente chez les feuilles du CMSII, suggérant une accélération de la remobilisation des acides aminés. D’autre part, il a été aussi montré que le mutant CMSII est capable de s’acclimater mieux à la sécheresse que le WT lorsqu’ils ont été maintenus à un RWC de 80 % sur plusieurs jours. Sous ces conditions, la photosynthèse reste plus élevée chez le mutant que chez le WT. Cette meilleure acclimatation corrèle avec une plus forte photorespiration du CMSII sous conditions bien hydratées et sous conditions d’acclimatation. La photorespiration chez CMSII et le WT a été estimée par le transport électronique dévolu à l’oxygénation de RuBP et en plus par l’accumulation des métabolites impliqués dans la photorespiration. D’une part, l’acclimatation à la sécheresse diminue gm plus fortement chez le WT que chez le CMSII. D’autre part, le WT accumule la glycine ce qui laisse supposer que le glycine décarboxylase mitochondrial est plus affectée chez le WT que chez le CMS et inhibe ainsi la photorespiration. En effet, cette plus faible photorespiration chez le WT affecte les réactions primaires de la photosynthèse par une accumulation d’un gradient de protons estimé par le quenching non-photochimique (NPQ) de la fluorescence chlorophyllienne ce qui induit une diminution du transport électronique des réactions primaires de la photosynthèseTo investigate the role of mitochondria in drought stress, the response to water deprivation was compared between Nicotiana sylvestris wild type (WT) plants and the CMSII respiratory complex I mutant. In CMSII, alternative NAD(P)H-dehydrogenases bypassing complex 1 allow respiration.. The difference of mitochondrial function between WT and CMSII plants affect also photosynthesis. The CMSII has lower photosynthetic actitvity than the WT and lower stomatal (gs) and internal (gm) conductances to CO2. When watering of plants with similar leaf surface and similar shoot/root ratio was stopped the relative water content (RWC) declined faster in WT as compared to CMSII leaves. Furthermore, CMSII and WT leaves had the same osmotic potential at leaf saturation (P0) and at leaf turgor lost pressure (PTLP) and the same stomatal density. The slower decline of RWC in CMSII, compared to WT leaves, was most likely the consequence of the lower stomatal conductance (gs) under well-watered conditions and during the first days after withholding watering, The lower stomatal conductance of well-watered CMSII leaves correlated with a lower hydraulic conductance of leaves. Remarkably, total free amino acid levels declined and total soluble protein content increased in CMSII leaves, while the opposite was observed in WT leaves. This suggests protein synthesis in CMSII but protein degradation in WT leaves during drought stress. We also show that CMSII leaves better acclimate to drought stress than the WT leaves. After several days at 80 % RWC , photosynthesis is higher in the mutant than in WT. As compared to the WT, the mutant shows higher rates of photorespiration before and after acclimation to drought.The strong accumulation of glycine in the WT suggests that photorespiration may be limited at the level of glycine decarboxylase. In addition, after acclimation to drought gm declined markedly in WT but not in CMSII leaves, thus further limiting CO2 supply for photosynthesis in the WT. The resulting lower photosynthesis and photorespiration in WT leaves affect also the primary reaction of photosynthesis by increasing the non-photochemical fluorescence quenching (NPQ) and decreasing linear electron transport
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Lehnherr, Berchtold. "Vergleich des Gasaustausches mit der Enzymkinetik bei der Photosynthese und der Photorespiration von Weissklee (Trifolium repens L.) /." [S.l.] : [s.n.], 1985. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=7918.
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Kamble, Pratibha [Verfasser]. "Engineering the multigene pathways for CO2 concentration mechanism and bypassing the photorespiration in C3 plants / Pratibha Kamble." Aachen : Hochschulbibliothek der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2014. http://d-nb.info/1051544416/34.
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Cote, François-Xavier. "Photosynthese et photorespiration d'une plante a metabolisme acide crassulaceen, ananas comosus (l. ) merr. : etude des echanges gazeux." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30215.
Full textAbstract:
Etude des echanges de co#2 et d'o#2 sous lumiere chez des ananas issus de rejets (fixation nocturne du co#2) et de cultures in vitro (fixation diurne du co#2 durant les premiers stades de developpement). Discrimination entre l'assimilation du co#2 fixe le jour et le co#2 libere par decarboxylation du malate. Roles de la ribulose bisphosphate carboxylase et de la phosphoenolpyruvate carboxylase. Etude de la fixation d'o#2
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Cote, François Xavier. "Photosynthèse et photorespiration d'une plante à métabolisme acide crassulacéen, Ananas comosus (L.) Merr. étude des échanges gazeux /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612753k.
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Bréchignac, François. "Photosynthèse et photorespiration chez la macroalgue marine Chondrus crispus : substrat carboné absorbé et nature de la prise d'oxygène." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077013.
Full textAbstract:
Conçu pour le milieu aquatique, un dispositif expérimental permet la quantification continue et en conditions contrôlées de la photosynthèse, de la photorespiration et de la respiration chez la macroalgue marine Chondrus crispus (Rhodophycées, Gigartinales). Mesurée au moyen d'une colonne d'échanges, l'évolution de la concentration en CO₂ dissous en régime stationnaire indique l'existence d'une importante résistance aux transferts de CO₂ à l'interface air-eau, et l'absorption préférentielle du carbone inorganique externe sous forme HCO⁻₃. La forte affinité apparente de la photosynthèse pour le CO₂ (Km (CO₂) ≃ 1 µM) est la conséquence de l'absorption directe de HCO⁻₃ laquelle concentrerait le carbone inorganique dans l'espace intracellulaire. Mesurée par la méthode à 1'18O₂, la photoconsommation d'O₂ présente une faible amplitude en conditions standard, peu de sensibilité au CO₂ et une vitesse supérieure à la respiration nocturne quand le CO₂ est sursaturant. Elle s'avère par ailleurs sensible à 1'O₂ (Km (O₂) ≃ 4 à 16%), comme la photosynthèse nette (40 à 70% d'effet Warburg), quand la concentration n'excède pas 30%. Suggérée par ces résultats, la nature composite de la photoconsommation d'O₂ est confirmée par l'influence de l'intensité lumineuse, de la température et de quelques inhibiteurs : maintien sous lumière de la respiration mitochondriale, implication de la voie du glycolate à 45% au mieux dans la prise totale d'O₂, qui résulte alors surtout de la réaction de Mehler, voire d'une chlororespiration.
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Neukermans, Jenny. "Interactions between light, CO2 and oxidative stress in Arabidopsis." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112054.
Full textAbstract:
Au cours de l’évolution, les plantes ont développé des mécanismes pour percevoir et s'adapter aux conditions de stress. Les formes actives de l'oxygène (FAO) sont des facteurs importants de l'état redox cellulaire et sont impliquées dans ces réponses. Le peroxyde d'hydrogène (H2O2), une FAO majeure des voies de signalisation oxydative, peut être produit rapidement dans la photorespiration. Chez Arabidopsis, le H2O2 produit dans la photorespiration est métabolisé notamment par la CATALASE2 (CAT2). Dans le contexte du mutant cat2 déficient pour cette catalase, les réponses au stress oxydatif induit par la production conditionnelle du H2O2 sont fortement dépendante de la photopériode. En particulier, la formation de lésions, accompagnée de réponses similaires à celles d' attaques pathogènes, sont spécifiques des conditions de culture en jours longs (JL). Ces effets ne sont pas observés en jours courts (JC) malgré un stress oxydant qui semble être aussi prononcé qu’en JL. Une approche transcriptomique globale a été utilisée pour explorer les patterns d’expression génique associées à ces effets. Elle a permis de mettre en évidence des interactions entre photopériode et H2O2 ou entre photopériode et CO2. En particulier, la majorité des gènes répondant à l' H2O2 dans le mutant cat2 sont induits lorsque les plantes sont cultivées en JC alors que un plus petit nombre sont induits par l’ H2O2 spécifiquement en JL. De façon générale, ces analyses ont mis en évidence des relations étroites entre les ressources carbonées, la lumière et l'état redox cellulaire dans les réponses aux changements environnementaux. Un gène induit par le H2O2 spécifiquement en JL, l’AZELAIC ACID INDUCED 1 (AZI1), a été sélectionné pour des analyses fonctionnelles à l’aide d’approches génétique, biochimique et transcriptomique. L’analyse de mutants cat2 azi1 a révélé que AZI1 ne semble pas jouer un rôle majeur dans les réponses des plantes à un stress oxydatif durable. Cependant, ce gène semble jouer un rôle important lorsque le stress oxydatif est déclenchée de façon abrupte par le transfert des plantes de conditions de culture en fort CO2 vers l'air ambiant. De plus, cette étude montre que la communication de feuille à feuille est impliquée dans la régulation de l'expansion de la mort cellulaire en réponse a l'H2O2 issue de la photorespiration. Dans la régulation de l'expansion des lésions, nous proposons que AZI1 agirait d'une part localement pour induire la mort cellulaire et d'autre en inhibant la mort cellulaire d'une façon systémique. Dans des fonds génétiques sauvage Col-0 ou mutant cat2, l’analyse comparative de mutants d'insertion ADN-T pour les principaux photochromes (phyA , phyB) et cryptochromes (cry1, cry2) a permis d'étudier les interactions entre les stress et les fonctions des photorécepteurs. Il est apparu que, la mutation des gènes PHY comme CRY conduit a une stimulation de l’accumulation de glutathion H2O2 dépendante. En revanche, dans le fond génétique cat2 contrairement à la perte des fonctions PHY, la mutation des gènes cry conduit a une modulation du profil transcritomique induit par l’ H2O2. De plus, un criblage de conditions de stress sur les simples mutants cry a révélé une plus forte sensibilité de ces génotypes au stress osmotique, a l’ H2O2 et au paraquat. Globalement, ces données indiquent que l’ensemble des photorécepteurs et plus particulièrement les cryptochromes peuvent jouer un rôle dans la réponse à l’ H2O2 intracellulaire suggérant ainsi l’existence d’un réseau complexe permettant l’intégration de conditions environnementales et la détermination de réponses appropriées au stressDuring evolution, plants have developed mechanisms to perceive and respond to stress conditions. Reactive oxygen species (ROS) are important components of cell redox state that have been implicated in these responses. H2O2, an important ROS molecule in oxidative signalling, can be produced rapidly in photorespiration. In Arabidopsis, photorespiratory H2O2 is notably metabolized by CATALASE2 (CAT2). Responses to oxidative stress induced conditionally by photorespiratory H2O2 in the catalase-deficient mutant, cat2, are highly determined by growth daylength. In particular, lesion formation, accompanied by induction of a range of pathogenesis responses, is specific to the long day (LD) photoperiod: these responses are not observed in short days (SD), even though oxidative stress seems to be as marked as in LD. A whole-genome transcriptomics approach was used to explore gene expression patterns underlying these effects, and identified interactions between daylength and H2O2 and between daylength and CO2. In particular, the majority of H2O2-responsive genes in cat2 were up-regulated more strongly in SD air, though a subset of H2O2-induced genes showed a LD-specific response. Overall, this analysis indicates close networking between carbon status, light, and redox state in environmental responses. The most strongly H2O2-induced gene in LD was azelaic acid induced 1 (AZI1) and this gene was chosen for functional analysis using a genetic, biochemical and transcript profiling approach. Analysis of cat2 azi1 mutants revealed that AZI1 does not seem to play an important role in the plant response to sustained, continuous oxidative stress, but is influential when oxidative stress is abruptly induced, in this case, by transferring plants from high CO2 to air. Moreover, this study provided evidence that leaf-to-leaf communication is involved in regulating cell death spread in response to photorespiratory H2O2. In the regulation of this lesion spread, it is proposed that AZI1 acts both locally to promote cell death as well as systemically to inhibit it. Using a comparative analysis of T-DNA insertion mutants for the major phytochromes (phyA, phyB) and cryptochromes (cry1, cry2) introduced into the Col-0 or cat2 background, interactions between stress and photoreceptor function were analyzed. A stimulatory effect of both phy and cry mutations on H2O2-triggered glutathione accumulation was apparent. In contrast to loss of PHY function, both cry mutations modulated daylength-dependent H2O2-triggered transcriptome profiles in cat2. In addition, stress screening of single cry mutants revealed effects on osmotic, H2O2 and paraquat sensitivity. Overall, these data show that both kinds of photoreceptor, but particularly cryptochromes, can play a role in the response to intracellular H2O2, suggesting that there is an intricate network allowing integration of environmental information to determine appropriate responses to stress
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Ehlers, Ina. "NMR studies of metabolites and xenobiotics: From time-points to long-term metabolic regulation." Doctoral thesis, Umeå universitet, Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-97684.
Full textAbstract:
Chemical species carry information in two dimensions, in their concentrations and their isotopic signatures. The concentrations of metabolites or synthetic compounds describe the composition of a chemical or biological system, while isotopic signatures describe processes in the system by their reaction pathways, regulation, and responses to external stimuli. Stable isotopes are unique tracers of these processes because their natural abundances are modulated by isotope effects occurring in physical processes as well as in chemical reactions. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a prime technique not only for identification and quantification of small molecules in complex systems but also for measuring intramolecular distribution of stable isotopes in metabolites and other small molecules. In this thesis, we use quantitative NMR in three fields: in food science, environmental pollutant tracing, and plant-climate science. The phospholipid (PL) composition of food samples is of high interest because of their nutritional value and technological properties. However, the analysis of PLs is difficult as they constitute only a small fraction of the total lipid contents in foods. Here, we developed a method to identify PLs and determine their composition in food samples, by combining a liquid-liquid extraction approach for enriching PLs, with specialized 31P,1H-COSY NMR experiments to identify and quantify PLs. Wide-spread pollution with synthetic compounds threatens the environment and human health. However, the fate of pollutants in the environment is often poorly understood. Using quantitative deuterium NMR spectroscopy, we showed for the nitrosamine NDMA and the pesticide DDT how intramolecular distributions (isotopomer patterns) of the heavy hydrogen isotope deuterium reveal mechanistic insight into transformation pathways of pollutants and organic compounds in general. Intramolecular isotope distributions can be used to trace a pollutant’s origin, to understand its environmental transformation pathways and to evaluate remediation approaches. The atmospheric CO2 concentration ([CO2]) is currently rising at an unprecedented rate and plant responses to this increase in [CO2] influence the global carbon cycle and will determine future plant productivity. To investigate long-term plant responses, we developed a method to elucidate metabolic fluxes from intramolecular deuterium distributions of metabolites that can be extracted from historic plant material. We show that the intramolecular deuterium distribution of plant glucose depends on growth [CO2] and reflects the magnitude of photorespiration, an important side reaction of photosynthesis. In historic plant samples, we observe that photorespiration decreased in annual crop plants and natural vegetation over the past century, with no observable acclimation, implying that photosynthesis increased. In tree-ring samples from all continents covering the past 60 – 700 years, we detected a significantly smaller decrease in photorespiration than expected. We conclude that the expected “CO2 fertilization” has occurred but was significantly less pronounced in trees, due to opposing effects. The presented applications show that intramolecular isotope distributions not only provide information about the origin and turnover of compounds but also about metabolic regulation. By extracting isotope distributions from archives of plant material, metabolic information can be obtained retrospectively, which allows studies over decades to millennia, timescales that are inaccessible with manipulation experiments.
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Priault, Pierrick. "Interactions mitochondries / chloroplastes au cours de la photosynthèse et de la réponse aux stress chez Nicotiana sylvestris." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112124.
Full textAbstract:
L'acclimatation de la photosynthèse à différentes intensités lumineuses de croissance ainsi que les réponses à différents stress abiotiques ont été étudiées chez un mutant CMS de Nicotiana sylvestris dépourvu de complexe I de la chaîne mitochondriale de transport des électrons et cultivé sous deux intensités lumineuses : 80 (CMS 80) et 350 µmoles PAR m-2 s-1 (CMS 350). Les plantes CMS 350 présentent, sous différentes intensités lumineuses, 380 ppm de CO2 et 21% d'O2, une plus faible assimilation nette de CO2, de plus faibles activités initiales Rubisco et Saccharose phosphate synthase par rapport aux plantes WT cultivées dans les mêmes conditions. Ces différences disparaissent soit lorsque les plantes sont soumises à de fortes concentrations en CO2 et/ou une atmosphère appauvrie en O2, soit lorsqu'elles sont cultivées sous faible éclairement. Nos résultats ont montré une conductance interne plus faible chez les plantes CMS 350 par rapport aux plantes WT 350, limitant l'apport de CO2 pour l'activité carboxylase de la Rubisco. Ceci pourrait expliquer le défaut d'assimilation nette de CO2, les plus faibles niveaux d'activation de l'enzyme et une photorespiration accrue chez ces plantes CMS 350 par rapport aux plantes WT. Les mesures d'échanges gazeux, de fluorescence chlorophyllienne, de contenu en chlorophylles, de destruction des membranes cellulaires ont indiqué une plus faible sensibilité des plantes CMSII par rapport aux plantes WT, ceci de façon plus marquée lorsque les plantes sont cultivées sous faible éclairement. Cette plus forte tolérance des plantes CMSII par rapport aux plantes WT a pu être associée à la combinaison d'un système de protection plus efficace, d'une plus faible diffusion du méthylviologène à l'intérieur des feuilles voire d'un transport cyclique accru autour du photosystème I. Les rapports entre la mutation et les effets sur la conductance interne vis-à-vis de la diffusion du CO2 ou la protection antioxydante sont brièvement discutésThe acclimation of photosynthesis to growth light intensity and abiotic stress responses were investigated in a complex I deficient mitochondrial mutant of Nicotiana sylvestris (CMSII) cultivated at 80 (LL) and 350 (HL) µmol PAR m-2 s-1. Under different light levels, 380 ppm CO2 and 21% O2, HL grown CMSII leaves showed lower photosynthetic activity and lower initial Rubisco and SPS activities as compared to HL grown WT leaves. These differences disappear after an exposure to an atmosphere either enriched in CO2 and/or depleted in O2, or when plants are grown under low-light growth condition. Our results showed a lower leaf internal conductance for CO2 which limits CO2 supply to the carboxylase activity of Rubisco. This could explain the lower net CO2 assimilation rates, the lower initial Rubisco activity and higher rates of photorespiration in HL grown CMSII compared to WT. Gas exchanges, chlorophyll fluorescence, chlorophyll content and conductivity measurements indicated a lower sensitivity of CMSII leaves to MV compared to WT leaves grown in the same conditions, in particular for LL grown plants. This higher tolerance may be caused by an higher efficiency of antioxidative protection (as indicated by SOD and CAT activities), a lower uptake of the MV and an higher cyclic electron transport around PS I in CMSII leaves. Connections between CMSII mutation and its effects on internal CO2 conductance and antioxidative protection are briefly discussed
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Lau, Winnie W. Y. "Understanding interactions between marine bacteria and phytoplankton : the influence of phytoplankton photorespiration on diversity and succession of glycolate-utilizing bacteria /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2005. http://hdl.handle.net/1773/11011.
Full text
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Bagard, Matthieu. "Impact de l’ozone sur les processus photosynthétiques et photorespiratoires du peuplier (Populus x canescens [Aiton] Sm.) au cours du développement foliaire : Aspects écophysiologiques et cellulaires." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10017/document.
Full textAbstract:
L’ozone est aujourd’hui considere comme le premier polluant atmospherique en termes de phytotoxicite. Bien que ses effets sur le metabolisme des arbres forestiers soient documentes, la reponse de la photorespiration et la relation entre le developpement des feuilles et leur sensibilite a l’ozone restent meconnues. Afin d’etudier ces aspects, de jeunes plants de peuplier (Populus x canescens [Aiton] Sm.) ont ete soumis en chambres de fumigation a une concentration de 120 ppb en ozone pendant 35 jours. Les arbres traites ont montre des symptomes foliaires (necrose, chlorose et abscission precoce) ainsi qu’une reduction de la croissance radiale de la tige. Ces effets ont ete accompagnes d’une diminution importante de la capacite photosynthetique (A, ?PSII) des feuilles matures, provenant de l’alteration de la capacite de fixation du CO2 par la rubisco (Vcmax et activite in vitro) et de la photochimie (chlorophylles, Fv/Fm). Dans ces feuilles, l’exposition a l’ozone a provoque une reduction importante de l’activite photorespiratoire in vivo et de l’activite glycolate oxydase, suggerant une inhibition coordonnee de la photosynthese et de la photorespiration due a la reduction de la capacite rubisco. Dans ce contexte, l’absence d’effet sur la sousunite H de la glycine decarboxylase et la stimulation de l’activite glutamine synthetase, deux enzymes pourtant liees a la photorespiration, suggerent une modification de leur role en reponse a l’ozone. Par ailleurs, une stimulation de la respiration mitochondriale et de l’activite phosphenolpyruvate carboxylase est induite par l’ozone et pourrait repondre a une demande accrue en pouvoir reducteur due a la mobilisation du systeme antioxydant. Le fait qu’aucun des parametres etudies n’ait ete modifie par l’ozone dans les feuilles en phase precoce d’expansion indique que la sensibilite a l’ozone apparait au cours du developpement foliaire, vraisemblablement au moment de la transition puits/sourceOzone is considered the most important phytotoxic air pollutant and has well known effects on the metabolism of forest trees. However, the role of leaf development in ozone sensitivity remains unclear. In addition, the photorespiratory pathway has been scarcely investigated under ozone stress. To provide new insights into these issues, young poplar trees (Populus x canescens [Aiton] Sm.) were subjected to 120 ppb of ozone for 35 days in phytotronic chambers. Treated trees displayed foliar symptoms of injury (necrotic spots, chlorosis and precocious leaf senescence) and a reduced stem radial growth. In mature leaves, ozone reduced photosynthesis (A, ?PSII) by impairing CO2 fixation, mainly at the level of rubisco (Vcmax and in vitro activity). Photochemistry was also affected as shown by reduced chlorophyll content and Fv/Fm ratio. The rate of in vivo photorespiration and glycolate oxidase activity were reduced along with photosynthetic parameters, suggesting that photosynthesis and photorespiration were both inhibited by the ozone-induced impairment of rubisco. The amount of the H subunit of the glycine decarboxylase and total glutamine synthetase activity were respectively maintained and stimulated. As both enzymes are related to photorespiration, a potential shift in their metabolic involvement could have occurred under ozone stress. In addition, treated leaves showed a stimulation of mitochondrial respiration and phosphoenolpyruvate carboxylase activity which could be related to a higher demand for reducing power to sustain detoxification processes. As none of the parameters were modified by ozone in expanding leaves, ozone sensitivity may appear during leaf development, possibly when developing leaves undergo sink/source transition
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Bourguignon, Jacques. "Etude du complexe enzymatique impliqué dans l'oxydation de la glycine par les mitochondries de tissus foliaires." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10118.
Full text
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Thuillier-Bruston, Francine. "Culture photoorganotrophique sur milieu glycolate et metabolisme photorespiratoire de ce substrat chez euglena gracilis z." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077086.
Full textAbstract:
Les euglenes cultivees en presence du substrat glycolate utilisent le systeme chloroplastique pour synthetiser leurs reserves carbonees et s'apparentent aux euglenes photoautotrophes par leur photochimie du psii, leurs activites carboxylasiques et leur ultrastructure
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Mateo, Alfonso. "Roles of LESIONS SIMULATING DISEASE1 and Salicylic Acid in Acclimation of Plants to Environmental Cues : Redox Homeostasis and physiological processes underlying plants responses to biotic and abiotic challenges." Doctoral thesis, Stockholm University, Department of Botany, 2005. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-698.
Full textAbstract:
In the natural environment plants are confronted to a multitude of biotic and abiotic stress factors that must be perceived, transduced, integrated and signaled in order to achieve a successful acclimation that will secure survival and reproduction. Plants have to deal with excess excitation energy (EEE) when the amount of absorbed light energy is exceeding that needed for photosynthetic CO2 assimilation. EEE results in ROS formation and can be enhanced in low light intensities by changes in other environmental factors.
The lesions simulating disease resistance (lsd1) mutant of Arabidopsis spontaneously initiates spreading lesions paralleled by ROS production in long day photoperiod and after application of salicylic acid (SA) and SA-analogues that trigger systemic acquired resistance (SAR). Moreover, the mutant fails to limit the boundaries of hypersensitive cell death (HR) after avirulent pathogen infection giving rise to the runaway cell death (rcd) phenotype. This ROS-dependent phenotype pointed towards a putative involvement of the ROS produced during photosynthesis in the initiation and spreading of the lesions.
We report here that the rcd has a ROS-concentration dependent phenotype and that the light-triggered rcd is depending on the redox-state of the PQ pool in the chloroplast. Moreover, the lower stomatal conductance and catalase activity in the mutant suggested LSD1 was required for optimal gas exchange and ROS scavenging during EEE. Through this regulation, LSD1 can influence the effectiveness of photorespiration in dissipating EEE. Moreover, low and high SA levels are strictly correlated to lower and higher foliar H2O2 content, respectively. This implies an essential role of SA in regulating the redox homeostasis of the cell and suggests that SA could trigger rcd in lsd1 by inducing H2O2 production.
LSD1 has been postulated to be a negative regulator of cell death acting as a ROS rheostat. Above a certain threshold, the pro-death pathway would operate leading to PCD. Our data suggest that LSD1 may be subjected to a turnover, enhanced in an oxidizing milieu and slowed down in a reducing environment that could reflect this ROS rheostat property. Finally, the two protein disulphide isomerase boxes (CGHC) present in the protein and the down regulation of the NADPH thioredoxin reductase (NTR) in the mutant connect the rcd to a putative impairment in the reduction of the cytosolic thioredoxin system. We propose that LSD1 suppresses the cell death processes through its control of the oxidation-reduction state of the TRX pool. An integrated model considers the role of LSD1 in both light acclimatory processes and in restricting pathogen-induced cell death.
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Poeydomenge, Odile. "Etude de la saccharose-phosphate synthase et orientation du carbone fixé en photosynthèse chez le tournesol (Helianthus annuus L. )." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30051.
Full textAbstract:
Une synthese foliaire importante et une exportation efficace de saccharose conditionnent la production. La distribution du carbone fixe par photosynthese entre amidon et saccharose a ete etudiee chez le tournesol. Les variations selon les etages foliaires, le moment de la journee et les stades de developpement ont ete suivies chez des plantes cultivees en salle climatisee et au champ. L'activite de la saccharose-phosphate synthase (sps) se revele fondamentale et constitue un facteur limitant pour la synthese de saccharose. L'enzyme partiellement purifiee presente une faible affinite pour ses deux substrats, l'udpg et le f6p, et s'avere sensible a l'action regulatrice d'effecteurs organiques et mineraux. La sps des feuilles de tournesol pourrait donc etre sous le controle des concentrations relatives en substrats et en effecteurs, permettant ainsi une regulation fine de son activite. Un deuxieme type de regulation peut etre mis en evidence par des variations d'activite associees a une transition obscurite/lumiere. La comparaison de l'enzyme du tournesol a celle de vegetaux presentant des modes differents de regulation a montre que les changements rapides d'activite resultent de modifications des proprietes cinetiques de l'enzyme. L'activation de l'enzyme resulterait donc d'une modification post-traductionnelle de la proteine, associee a une modification de la concentration en pi hyaloplasmique liee au processus photosynthetique plutot qu'a l'influence directe de la lumiere. Le taux de biosynthese du saccharose serait determine in vivo par l'interaction entre les modifications d'activite de la sps dependantes de la lumiere et les concentrations des metabolites
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Maury, Pierre. "Adaptation à la sécheresse et photosynthèse chez le tournesol (helianthus annuus l. )." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT011A.
Full textAbstract:
Les mecanismes impliques dans la regulation du fonctionnement photosynthetique en periode seche sont plus ou moins rapidement reversibles, perturbant le fonctionnement de la plante apres rearrosage. L'objectif du travail est d'etudier la reponse genotypique du tournesol (helianthus annuus l. ) a une acclimatation au deficit hydrique, par analyse des capacites de regulation de l'energie lumineuse, et d'assimilation du co#2, a partir de modeles biochimiques. L'acclimatation induit, chez l'hybride viki, des modifications du fonctionnement du chloroplaste. Celles-ci se traduisent apres retour a des conditions d'alimentation hydrique favorable par : i) une photosynthese nette a saturation lumineuse plus elevee resultant d'une meilleure diffusion du co#2 dans la feuille, ii) un accroissement de la photorespiration sous forts eclairements permettant de dissiper l'exces d'energie photochimique. De plus, les effets sur les photosystemes ii d'un second deficit hydrique, combines a ceux des forts eclairements, sont limites par une augmentation, rapidement reversible, de la dissipation thermique. Par contre, chez la lignee t32, ce potentiel de tolerance dynamique a la photoinhibition est altere malgre une protection permanente des structures photochimiques. Une telle reponse conduit a une reduction des capacites de la feuille a valoriser les eclairements variables. Les capacites d'exportation des trioses phosphates hors du chloroplaste sont ameliorees apres acclimatation, en liaison possible avec le role des photosynthetats dans l'ajustement osmotique observe chez ces deux genotypes. Par contre, les modifications de la repartition de l'eau dans la feuille et de l'elasticite des parois cellulaires ne semblent pas liees a l'acclimatation photosynthetique de la plante. Les mecanismes regulateurs induits par l'acclimatation apparaissent selon le genotype, orientes vers la survie ou vers l'adaptation des processus photosynthetiques a la productivite en condition seches.
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Sousa, Rachel Hellen Vieira de. "Silenciamento de peroxidase do ascorbato peroxissomal induz mudanÃas antioxidantes capazes de atenuar estresse oxidativo induzido por excesso de H2O2 na deficiÃncia de catalase." Universidade Federal do CearÃ, 2014. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=13051.
Full textAbstract:
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgicoAs enzimas Peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT) sÃo as mais importantes na remoÃÃo de H2O2 nas cÃlulas vegetais. Ambas estÃo presentes nos peroxissomos. Em elevada fotorrespiraÃÃo a quantidade de H2O2 nos peroxissomos à aumentada, em funÃÃo de uma maior atividade de glicolato oxidase (GO), enzima produtora de H2O2. A catalase se destaca na remoÃÃo de H2O2 por possuir um Km elevado e ser capaz de eliminar maiores concentraÃÃes de H2O2 do que a APX. A importÃncia da isoforma peroxissomal da APX no metabolismo antioxidante das cÃlulas vegetais ainda à desconhecida. Hà poucos trabalhos na literatura que estudam a papel da APXp. Para tanto, realizamos esse trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da inibiÃÃo da catalase em plantas de arroz (APX4) silenciadas em uma isoforma peroxissomal de APX. Inicialmente foi realizada uma caracterizaÃÃo de trÃs linhagens de APX4 (Lg, Lh e Lj), com o objetivo de selecionar uma para estudos futuros. Foi observado uma menor atividade de GO e um leve aumento na fotossÃntese liquida nas trÃs linhagens mutantes. Com base em parÃmetros bioquÃmicos, fisiolÃgicos e fotossintÃticos, foi escolhida a linhagem APX4-Lg. O silenciamento da APX4 resultou em supressÃo da expressÃo da outra isoforma peroxissomal, APX3. Posteriormente, foram realizados experimentos inibindo a catalase com aminotriazol (AT) em plantas NT (nÃo transformadas) e APX4. As plantas mutantes tiveram um menor vazamento de eletrÃlitos do que as NT, com a inibiÃÃo da catalase. A sÃntese de GSH (glutationa reduzida), na ausÃncia de CAT, foi maior nas plantas NT. Com a inibiÃÃo da CAT a atividade de GPX (peroxidade da glutationa) aumentou mais nas plantas APX4. Com o objetivo de induzir uma maior efeito da ausÃncia de CAT, foi realizado um experimento combinando inibiÃÃo CAT com luz (1000 μmol fÃtons m-2s-1), em segmentos. Semelhante ao resultados encontrados em plantas, as plantas APX4 sofreram menos com a inibiÃÃo da catalase. Visto que no tratamento de AT+luz as plantas mutantes, comparadas com as NT, apresentaram maior Fv/Fm, menor vazamento de eletrÃlitos e menor acumulaÃÃo de H2O2. Experimentos com inibiÃÃo de GO tambÃm foram conduzidos, com o intuito de reduzir a fotorrespiraÃÃo. Estes resultados mostram que as plantas silenciadas em APX4 apresentam uma maior tolerÃncia a inibiÃÃo da catalase atravÃs de uma nova homeostase redox capaz de lidar melhor com ausÃncia de catalase. Estudos posteriores sÃo necessÃrios para elucidar quais mecanismos as plantas APX4 desenvolveram para conferir a elas uma melhor aclimataÃÃo a ausÃncia de catalase.
The ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) are the most important enzymes in removing H2O2 of plant cells. Both are present in peroxisomes. In high photorespiration, the amount of H2O2 in peroxisomes is increased, due to greater activity of glycolate oxidase (GO), enzyme producer of H2O2. Catalase has greater involvement in the removal of H2O2 presenting a high Km and the ability to scavenge higher concentrations of H2O2 than APX. The importance of the peroxisomal isoform of APX in antioxidant metabolism of plant cells is still unknown. There are few papers in literature reporting the role of pAPX. Thus, we performed this work with the objective of evaluating the effect of catalase inhibition in rice plants (APX4) silenced in APXâs peroxisomal isoform. Initially, it was performed a characterization work of three lines of APX4 (Lg, Lh and Lj), aiming to select one line for future studies. It was observed lower GO activity and a slight increase in net photosynthesis in the three mutant lines. Based on biochemical, physiological and photosynthetic parameters, APX4-Lg line was chosen. The APX4 silencing resulted in suppression of expression of the other peroxisomal isoform, APX3. Subsequently, experiments were conducted with catalase inhibition by aminotriazole (AT) in plants NT and APX4. Mutant plants had less electrolyte leakage than NT plants when catalase was inhibited. The synthesis of GSH in the absence of CAT was higher in NT plants. After CAT inhibition, GPX activity increase was higher in APX4 than in NT plants. In order to induce a greater effect of the CAT absence, an experiment was performed combining CAT inhibition with light (1000 μmol photons m -2 s -1), in leaf segments. Similar to the results found in plants, APX4 suffered less than NT plants, with catalase inhibition. APX4 plants also showed higher Fv/Fm, lower electrolyte leakage and lower accumulation of H2O2, in AT+light treatment. Experiments with inhibition of GO were also conducted in order to reduce photorespiration. These results show that plants silenced in APX4 exhibited greater tolerance to inhibition of catalase by a new redox homeostasis able to cope with the catalase inhibition. Further studies are needed to elucidate the mechanisms that APX4 plants have developed to provide better acclimation to catalase inhibition.
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Sousa, Rachel Hellen Vieira de. "Silenciamento de peroxidase do ascorbato peroxissomal induz mudanças antioxidantes capazes de atenuar estresse oxidativo induzido por excesso de H2O2 na deficiência de catalase." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2014. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18851.
Full textAbstract:
SOUSA, Rachel Hellen Vieira de. Silenciamento de peroxidase do ascorbato peroxissomal induz mudanças antioxidantes capazes de atenuar estresse oxidativo induzido por excesso de H2O2 na deficiência de catalase. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014.Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-06-29T12:54:56Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5)
Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:13:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-08-02T20:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5) Previous issue date: 2014
The ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) are the most important enzymes in removing H2O2 of plant cells. Both are present in peroxisomes. In high photorespiration, the amount of H2O2 in peroxisomes is increased, due to greater activity of glycolate oxidase (GO), enzyme producer of H2O2. Catalase has greater involvement in the removal of H2O2 presenting a high Km and the ability to scavenge higher concentrations of H2O2 than APX. The importance of the peroxisomal isoform of APX in antioxidant metabolism of plant cells is still unknown. There are few papers in literature reporting the role of pAPX. Thus, we performed this work with the objective of evaluating the effect of catalase inhibition in rice plants (APX4) silenced in APX’s peroxisomal isoform. Initially, it was performed a characterization work of three lines of APX4 (Lg, Lh and Lj), aiming to select one line for future studies. It was observed lower GO activity and a slight increase in net photosynthesis in the three mutant lines. Based on biochemical, physiological and photosynthetic parameters, APX4-Lg line was chosen. The APX4 silencing resulted in suppression of expression of the other peroxisomal isoform, APX3. Subsequently, experiments were conducted with catalase inhibition by aminotriazole (AT) in plants NT and APX4. Mutant plants had less electrolyte leakage than NT plants when catalase was inhibited. The synthesis of GSH in the absence of CAT was higher in NT plants. After CAT inhibition, GPX activity increase was higher in APX4 than in NT plants. In order to induce a greater effect of the CAT absence, an experiment was performed combining CAT inhibition with light (1000 μmol photons m -2 s -1), in leaf segments. Similar to the results found in plants, APX4 suffered less than NT plants, with catalase inhibition. APX4 plants also showed higher Fv/Fm, lower electrolyte leakage and lower accumulation of H2O2, in AT+light treatment. Experiments with inhibition of GO were also conducted in order to reduce photorespiration. These results show that plants silenced in APX4 exhibited greater tolerance to inhibition of catalase by a new redox homeostasis able to cope with the catalase inhibition. Further studies are needed to elucidate the mechanisms that APX4 plants have developed to provide better acclimation to catalase inhibition.
As enzimas Peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT) são as mais importantes na remoção de H2O2 nas células vegetais. Ambas estão presentes nos peroxissomos. Em elevada fotorrespiração a quantidade de H2O2 nos peroxissomos é aumentada, em função de uma maior atividade de glicolato oxidase (GO), enzima produtora de H2O2. A catalase se destaca na remoção de H2O2 por possuir um Km elevado e ser capaz de eliminar maiores concentrações de H2O2 do que a APX. A importância da isoforma peroxissomal da APX no metabolismo antioxidante das células vegetais ainda é desconhecida. Há poucos trabalhos na literatura que estudam a papel da APXp. Para tanto, realizamos esse trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da inibição da catalase em plantas de arroz (APX4) silenciadas em uma isoforma peroxissomal de APX. Inicialmente foi realizada uma caracterização de três linhagens de APX4 (Lg, Lh e Lj), com o objetivo de selecionar uma para estudos futuros. Foi observado uma menor atividade de GO e um leve aumento na fotossíntese liquida nas três linhagens mutantes. Com base em parâmetros bioquímicos, fisiológicos e fotossintéticos, foi escolhida a linhagem APX4-Lg. O silenciamento da APX4 resultou em supressão da expressão da outra isoforma peroxissomal, APX3. Posteriormente, foram realizados experimentos inibindo a catalase com aminotriazol (AT) em plantas NT (não transformadas) e APX4. As plantas mutantes tiveram um menor vazamento de eletrólitos do que as NT, com a inibição da catalase. A síntese de GSH (glutationa reduzida), na ausência de CAT, foi maior nas plantas NT. Com a inibição da CAT a atividade de GPX (peroxidade da glutationa) aumentou mais nas plantas APX4. Com o objetivo de induzir uma maior efeito da ausência de CAT, foi realizado um experimento combinando inibição CAT com luz (1000 μmol fótons m-2s-1), em segmentos. Semelhante ao resultados encontrados em plantas, as plantas APX4 sofreram menos com a inibição da catalase. Visto que no tratamento de AT+luz as plantas mutantes, comparadas com as NT, apresentaram maior Fv/Fm, menor vazamento de eletrólitos e menor acumulação de H2O2. Experimentos com inibição de GO também foram conduzidos, com o intuito de reduzir a fotorrespiração. Estes resultados mostram que as plantas silenciadas em APX4 apresentam uma maior tolerância a inibição da catalase através de uma nova homeostase redox capaz de lidar melhor com ausência de catalase. Estudos posteriores são necessários para elucidar quais mecanismos as plantas APX4 desenvolveram para conferir a elas uma melhor aclimatação a ausência de catalase.
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Regina, Murillo de Albuquerque. "Réponses des cépages de Vitis vinifera L. Aux variations de l'environnement : effets de la contrainte hydrique sur la photosynthèse, la photorespiration et la teneur en acide abcissique des feuilles." Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR20254.
Full textAbstract:
L'étude du comportement physiologique de différents génotypes de vigne axée sur l'analyse des échanges gazeux des feuilles est réalisée dans une optique de caractérisation des différentes potentialités photosynthétiques d'un groupe de cépages de Vitis vinifera L. Originaires de régions écologiques diverses. Les effets de la variation de certains paramètres du milieu sur la régulation stomatique, la photosynthèse et la photorespiration sont étudiés au vignoble, en serre et en chambre climatisée. L'étude des formes de réponse des cépages à l'application d'un stress hydrique est analysée particulièrement en raison de son importance comme facteur de discrimination de la variabilité génétique au sein de cette espèce. Deux groupes de cépages ont été caractérisés en fonction de leur différent degré de sensibilité, au niveau des échanges gazeux, à l'application d'un stress hydrique: un premier sensible, formé par le Sémillon et l'Ugni blanc, et un deuxième mieux adapté composé de l'Arriloba, du Chardonnay et du Muscat d'Alexandrie. Différents mécanismes impliqués lors de l'intervention d'un stress hydrique sont discutés à partir de l'étude des échanges gazeux et du dosage de l'ABA des feuilles. L'ensemble des résultats obtenus est discuté sur une voie de compréhension de la régulation de l'activité photosynthétique des différents cépages en situations diverses de culture, mais aussi sur la voie d'analyse des possibilités de mise en œuvre de tests précoces de sélection basés sur les mesures des échanges gazeux
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Augusti, Angela. "Monitoring climate and plant physiology using deuterium isotopomers of carbohydrates." Doctoral thesis, Umeå : Umeå Plant Science Centre, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-1042.
Full text
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Levey, Myles [Verfasser], Peter [Gutachter] Westhoff, and Andreas P. M. [Gutachter] Weber. "Die Expression des photorespiratorischen Gens 2-Phosphoglycolat-Phosphatase im Genus Flaveria und die Folgen einer beeinträchtigten Photorespiration für die C4-Pflanze Flaveria bidentis / Myles Levey ; Gutachter: Peter Westhoff, Andreas P. M. Weber." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2017. http://d-nb.info/1129872726/34.
Full text
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Nespoulous, Claude. "Caractérisation de la prise d'oxygène à la lumière chez deux végétaux modèles : influence d'un régulateur de croissance sur les échanges gazeux." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22047.
Full text
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Laureau, Constance. "Le rôle de la PTOX dans l'acclimatation des plantes alpines aux conditions extrêmes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022824.
Full textAbstract:
Le climat alpin à plus de 2400 mètres d'altitude montre des fortes variations de température, des intensités lumineuses très élevées (3000 µmol photons m-2 s-1) qui sont connues pour générer un état de réduction importante de la chaine de transport des électrons photosynthétique. Le bon fonctionnement du processus photosynthétique est primordial pour les quelques espèces de plantes vasculaires qui sont présentes à l'étage alpin et qui doivent terminer leur cycle de vie lors d'une très courte période de végétation.Soldanella alpina et Ranunculus glacialis sont deux espèces inféodées aux étages alpin et nival. Dans leur site naturel de croissance nous avons mesuré des températures faibles (0.7°C) et fortes (37°C) sous des lumières supérieures à 2500 µmol photons m-2 s-1. Chez les espèces non-alpines ces conditions induisent la photoinhibition du PSII, ce qui est évité chez S. alpina et R. glacialis, par des mécanismes très différents. Les systèmes antioxydants et le quenching non photochimique sont particulièrement importants chez S. alpina. Chez Ranunculus glacialis, la photorespiration reste très importante et un contenu élevé en PTOX est décrit. Le rôle des antioxydants et de la PTOX dans la photoprotection des deux espèces ont été étudiés. Dans une partie de thèse, nous avons montré qu'une diminution de la capacité antioxydante par une diminution de la concentration en glutathion n'affecte pas la tolérance vis-à-vis de la photoinhibition à basse température. Dans une deuxième partie les résultats supposent qu'une surexpression de la PTOX chez le tabac augmente la photoinhibition à lumière forte par production des espèces réactives d'oxygène. En utilisant différentes conditions environnementales de croissance pour Ranunculus glacialis, nous avons pu montrer que l'expression de la PTOX est induite par des fortes lumières et non par des basses températures. Grâce à une approche associant mesures d'échanges gazeux et mesures de la fluorescence de la chlorophylle, nous avons montré qu'un flux d'électrons conséquent vers l'oxygène, indépendant de la photorespiration, corrélait avec la présence de la PTOX mais que l'activité de la PTOX sous des conditions qui permettent l'assimilation du CO2 et la photorespiration n'est pas maximale. Grâce à des mesures de fluorescence chlorophyllienne en présence de différents inhibiteurs photosynthétiques, nous avons pu montrer que l'importance de ce flux d'électrons vers l'oxygène corrèle avec la quantité de PTOX présente dans les feuilles, dans des conditions réductrices. Ces résultats nous ont amenés à conclure que chez Ranunculus glacialis, la PTOX peut prendre en charge un flux significatif d'électrons, éviter ainsi l'apparition d'un état réduit de la chaine de transfert photosynthétique, et protéger la plante vis-à-vis de la photoinhibition en agissant comme une valve de sécurité. Ces travaux permettent d'apporter des précisions sur un modèle original de photoprotection, qui a été l'objet de nombreuses controverses.
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Rzigui, Touhami. "Analyse de la réponse d'un mutant mitochondrial de Nicotiana sylvestris au manque d'eau." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00637215.
Full textAbstract:
Pour étudier le rôle de la mitochondrie dans la tolérance à la sécheresse, la réponse à la contrainte hydrique a été comparée entre une lignée sauvage (WT) et un mutant CMSII (Cytoplasmic Male Sterile) de Nicotiana sylvestris. Chez le mutant CMSII, le complexe I mitochondrial est absent et la respiration est assurée par les NAD(P)H déshydrogénases alternes et elle est maintenue à un niveau supérieur de l'ordre de 20 à 30% à celui du WT. La différence observée entre les plantes WT et CMSII met en jeu non seulement le fonctionnement mitochondrial, mais également le fonctionnement des chloroplastes. En effet, l'activité photosynthétique du mutant est plus faible que celui du WT et elle est corrélée avec une plus faible conductance stomatique (gs) et mésophyllienne (gm).Après l'arrêt de l'arrosage, on observe que le contenu relatif en eau (RWC) diminue plus lentement chez les feuilles du CMSII. Ceci n'était pas le résultat d'une plus petite surface de transpiration ou d'une masse racinaire d'absorption plus élevé puisque le rapport partie aérienne/racine et la surface foliaire totale ont été similaires au début de l'expérience chez les deux génotypes. De plus la mutation n'a pas induit des changements au niveau des paramètres hydriques (P0, PTLP, RWCTLP) ni au niveau de la densité stomatique. La tolérance des plantes CMSII a été le plus probablement la conséquence de sa plus faible transpiration en conditions bien hydratées et aux premiers jours de déshydratation et non pas d'une meilleure efficacité d'absorption de l'eau puisque le contenu en eau du sol reste plus élevé chez CMSII après l'arrêt de l'arrosage. La plus faible conductance stomatique chez le CMSII bien hydraté a été expliquée par sa plus faible conductance hydraulique. De plus, contrairement au WT, le niveau des acides aminés totaux diminue au cours de la déshydratation lorsque le contenu en protéines solubles augmente chez les feuilles du CMSII, suggérant une accélération de la remobilisation des acides aminés. D'autre part, il a été aussi montré que le mutant CMSII est capable de s'acclimater mieux à la sécheresse que le WT lorsqu'ils ont été maintenus à un RWC de 80 % sur plusieurs jours. Sous ces conditions, la photosynthèse reste plus élevée chez le mutant que chez le WT. Cette meilleure acclimatation corrèle avec une plus forte photorespiration du CMSII sous conditions bien hydratées et sous conditions d'acclimatation. La photorespiration chez CMSII et le WT a été estimée par le transport électronique dévolu à l'oxygénation de RuBP et en plus par l'accumulation des métabolites impliqués dans la photorespiration. D'une part, l'acclimatation à la sécheresse diminue gm plus fortement chez le WT que chez le CMSII. D'autre part, le WT accumule la glycine ce qui laisse supposer que le glycine décarboxylase mitochondrial est plus affectée chez le WT que chez le CMS et inhibe ainsi la photorespiration. En effet, cette plus faible photorespiration chez le WT affecte les réactions primaires de la photosynthèse par une accumulation d'un gradient de protons estimé par le quenching non-photochimique (NPQ) de la fluorescence chlorophyllienne ce qui induit une diminution du transport électronique des réactions primaires de la photosynthèse.
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Cournac, Laurent. "Contribution à l'étude des échanges gazeux photosynthétiques et respiratoires chez les végétaux de type C3 : apport des cultures "in vitro"." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20298.
Full textAbstract:
L'aeration des bocaux de culture ameliore la croissance de vitroplants de solanum tuberosum en supprimant les contraintes de confinement et permet de realiser la culture en mode photoautotrophe. La photosynthese nette et la croissance des vitroplants photoautotrophes sont stimulees par une augmentation de l'eclairement ou de la concentration en co#2. En mesurant a l'aide de #1#8o#2 les echanges d'oxygene, nous avons observe que la stimulation de la photosynthese brute par l'eclairement est plus elevee, et la depression de photosynthese brute au point de compensation en co#2 moins forte, chez des vitroplants eleves sous un eclairement de 300 micro moles photons. M#-#2. S#-#1 que chez ceux eleves a 80 micro moles photons. M#-#2. S#-#1. Une modelisation des echanges d'oxygene permettant d'acceder in vivo aux proprietes cinetiques de la rubisco et d'estimer l'importance relative des differentes voies de prise d'oxygene sous lumiere a ete realisee afin de preciser la nature des phenomenes a l'origine de ces adaptations. Plusieurs hypotheses quant aux composantes de la prise non photorespiratoire peuvent expliquer les niveaux des echanges d'oxygene observes. Une autre approche experimentale a ete entreprise dans le but de preciser l'origine du co#2 produit a la lumiere. En utilisant une culture cellulaire photoautotrophe de plante superieure, caracterisee par une faible activite anhydrase carbonique, nous avons mis en evidence un marquage a l'oxygene 18 du co#2 produit en conditions photorespiratoires lorsque les cellules sont eclairees en presence de #1#8o#2
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Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de. "Caracterização de perfis transcricionais de folhas e da região cambial de Eucalyptus grandis usando o SAGE." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-15032007-145738/.
Full textAbstract:
Apenas muito recentemente estratégias genômicas e pós-genômicas têm sido utilizadas em estudos de espécies arbóreas importantes na silvicultura. Nos países tropicais, a exemplo do Brasil, as espécies de eucalipto são especialmente importantes nos plantios comerciais principalmente destinados à indústria de papel e celulose. O eucalipto é caracterizado por elevadas taxas de crescimento e alta adaptabilidade resultante da interação de mecanismos moleculares e processos metabólicos ainda pouco conhecidos. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal o estabelecimento de perfis transcricionais comparativos para folhas e para o xilema em formação de árvores de Eucalyptus grandis. grandis. O uso do método SAGE permitiu analisar 5864 genes dos quais 2247 (38%) puderam ser identificados. Foram encontrados 464 genes diferencialmente expressos, sendo 47 exclusivamente expressos na região cambial e 64 nas folhas. Além disso, as estratégias adotadas na identificação tags-genes permitiram que as SAGE tags fossem eficientemente utilizadas na diferenciação de isoformas gênicas tecido-específicas e de localização celular específica. Genes relacionados à fotossíntese, fotorrespiração e destoxificação celular foram preferencialmente encontrados na biblioteca SAGE de folhas, enquanto genes relacionados à síntese da parede celular, organização do citoesqueleto e respiração, foram preferencialmente expressos na biblioteca SAGE de madeira. Os níveis de expressão dos transcritos sugeriram a ocorrência de possíveis mecanismos de controle transcricional comum para grupos de genes funcionalmente relacionados e foram também utilizados para sugestão de genes e processos que representam alvos potenciais para o melhoramento do eucalipto.Recently genomic and post-genomic strategies have been used to study important tree species in planted forests. In the tropical countries, like Brazil, Eucalyptus species are especially important in commercial plantations destined for the paper and cellulose industry. Eucalyptus species are characterized by their high growth rates and great adaptability resulting from the interaction between molecular mechanisms and metabolic processes that are still uncharacterized. Thus, the main goal of this work was the comparison of the transcriptional profiles from leaves and the cambial region of Eucalyptus grandis trees. The use of SAGE allowed the evaluation of 5864 expressed tags of which 2247 (38%) could be identified. 464 differentially expressed tags were indicated, of which 47 were exclusively expressed in the cambial region library and 64 in the leaf library. Furthermore, the strategies used in the tag mapping process allowed an efficient use of the SAGE tags to distinguish gene isoforms with tissue-specific and/or specific cell localizations. Genes related to photosynthesis, photorespiration and cellular detoxification were preferentially found in the SAGE leaf library, while genes involved in cell wall biosynthesis, cytoskeletal organization and respiration were preferentially expressed in the developing xylem. Transcript expression levels suggested the presence of a common transcriptional control for a few functionally related genes, for example, some lignin related genes. Importantly, transcript expression levels were also used for the identification of target genes and processes potentially useful in future Eucalyptus breeding programs.
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Tomeo, Nicholas J. "Genetic Variation in Photosynthesis as a Tool for Finding Principal Routes to Enhancing Photosynthetic Efficiency." Ohio University / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ohiou1492185865465393.
Full text
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Rahantaniaina, Marie Sylviane. "Vers une meilleure compréhension des systèmes antioxydants chez la plante face aux contraintes environnementales : approches expérimentales et modélisation mécaniste." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS246.
Full textAbstract:
Les voies métaboliques les plus importantes dans le contrôle du stress oxydant chez la plante restent à élucider. Celles liées au glutathion jouent un rôle important. Cependant, les réactions responsables de l'oxydation du glutathion (du GSH en GSSG) n'ont pas encore été clairement identifiées. L’analyse des données biochimiques, transcriptomiques et génétiques soulèvent des questions pour mieux comprendre comment la régulation redox liée au stress pourrait influer sur la signalisation hormonale chez les plantes. Par une approche de génétique inverse utilisant, notamment, le mutant photorespiratoire conditionnel cat2, nous avons étudié la réponse et l'importance fonctionnelle de trois voies potentielles, médiées par les glutathion S-transférases, les peroxirédoxines dépendant de la glutarédoxine et les déhydroascorbate réductases (DHARs) chez Arabidopsis. Ainsi, l'interaction entre les DHARs semble être nécessaire pour coupler les pools d'ascorbate et de glutathion lors d’un stress oxydant. En complément à l'approche expérimentale, une modélisation mécaniste a permis d'étudier la production de H2O2 et son métabolisme, en lien avec l'activité catalase et la voie ascorbate-glutathion. Le modèle révèle que la catalase et l'ascorbate peroxydase prennent en charge de concert le traitement de H2O2, y compris dans les conditions optimales de croissance. Nos simulations suggèrent que la disponibilité en NADPH peut déterminer l'oxydation du glutathion via la monodéshydroascorbate réductase. Nos résultats expérimentaux et le modèle cinétique valident que la sensibilité du statut du glutathion au stress oxydant constitue un senseur approprié des augmentations du H2O2The most important metabolic pathways in the control of oxidative stress remain to be elucidated in plants. Those linked to glutathione play an important role. However, the reactions responsible for its oxidation have not been clearly identified. Here, analysis based on available biochemical, transcriptomic and genetic data emphasized likely important questions to be elucidated for a full understanding of how stress-related redox regulation might impinge on phytohormone-related signaling pathways. Using a reverse genetics approach and the photorespiratory conditional cat2 mutant, we studied the response and functional importance of three potential routes for glutathione oxidation pathways mediated by glutathione S-transferases, glutaredoxin dependent peroxiredoxins, and dehydroascorbate reductases (DHAR) in Arabidopsis during oxidative stress. Hence, interplay between different DHARs appears to be necessary to couple ascorbate and glutathione pools and to allow glutathione-related signaling during enhanced H2O2 metabolism. In addition to experimental work, modelling is another way to investigate H2O2 production and its metabolism related to catalase activity and ascorbate glutathione pathway. This approach led to major conclusions, that catalase and ascorbate peroxidase can share the load in H2O2 processing even in optimal growth conditions. Furthermore, simulations propose that NADPH availability may determine glutathione oxidation through its influence on monodehydroascorbate reduction. Taken together, experimental results and our kinetic model strengthen that the sensitivity of glutathione status to oxidative stress acts as a suitable sensor of increased H2O2
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Vauclare, Pierre. "Structure, biogenèse et expression de la protéine T du complexe de la glycine décarboxylase des plantes supérieures." Grenoble 1, 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10051.
Full textAbstract:
Au cours de ce travail de these nous avons caracterise un adnc correspondant a la proteine t (1560 pb) du complexe de la glycine decarboxylase. Il possede un cadre de lecture ouvert de 1220 pb codant pour un peptide mature de 378 acides amines. La sequence primaire ainsi que la masse deduite (40 961 da) ont ete confirme respectivement par microsequencage et par mesure au spectrometre de masse. Dans la perspective d'une etude structurale, nous avons reussi a surexprimer chez e. Coli la proteine t en construisant un vecteur d'expression produisant un arnt rare chez les bacteries. L'etude de l'expression de la proteine t ainsi que de ses transcrits a montre qu'ils sont principalement presents dans les tissus folaires et semblent subir une forte induction a la lumiere. De plus, nous avons demontre que les transcrits correspondant aux proteines de la gdc (p, h et t) sont exprimes des le 4#i#e#m#e jours de developpement de la plante avec un pic au 7#i#e#m#e jour. . A ce stade, la faible representation des proteines de la gdc (p, h et t), suggere l'existence d'un controle post-transcriptionnel de l'expression de leurs genes. Nous avons egalement isole et sequence le gene codant pour la proteine t. Ce gene, compose de quatre exons, possede deux sites d'initiations dont l'un presente une sequence riche en pyrimidine proche de la sequence inr (initiator element). Enfin, l'analyse de la region promotrice a permis de caracteriser trois regions consensus qui semblent etre impliquees dans la regulation a la lumiere et dans la specificite tissulaire
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Guilhaudis, Laure. "Le complexe de la glycine décarboxylase : caractérisation structurale et dynamique de la protéine H." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10007.
Full textAbstract:
Chez les plantes superieures, le complexe de la glycine decarboxylase possede une role cle dans le cycle de la photorespiration. Il catalyse la decarboxylation oxydative de la glycine grace a l'action concertee de quatre enzymes (p, h, t, l). La proteine h, qui contient un groupement lipoate lie de facon covalente a un residu lysine, joue un role central dans le mecanisme reactionnel. Elle se comporte comme un veritable substrat et interagit successivement avec les trois autres proteines. Durant le cycle catalytique, son cofacteur, le lipoate, passe alors de la forme oxydee (hox), a la forme chargee en methylamine puis a la forme reduite (hred). Afin d'ameliorer la comprehension du mode de fonctionnement de la glycine decarboxylase, des etudes structurales et biochimiques de la proteine h ont ete realisees. Dans un premier temps, des echantillons uniformement marques 1 5n et/ou 1 5n/ 1 3c des formes hapo (apoproteine h), hox et hmet ont ete produits et purifies pour obtenir l'attribution des signaux de resonances de ces differentes formes. Afin de comprendre les interactions specifiques entre chaque forme de la proteine h, dont les structures cristallographiques sont tres proches, et son partenaire dans le cycle catalytique, les differences structurales provoquees en solution par la presence du cofacteur ont ete analysees grace a des mesures de deplacement chimique 1h et 1 5n. Des modifications dynamiques ont egalement ete mises en evidence par des etudes de relaxation 1 5n. A l'aide d'experiences biochimiques, noesy filtrees 1 3c et de relaxation 1 3c, nous avons demontre que le bras lipoate charge en methylamine est bloque dans une crevasse de la proteine. Grace a des etudes structurale et biochimique, nous avons alors montre qu'une activation de la proteine hmet par la proteine t est necessaire pour expliquer la seconde etape du cycle catalytique. Ces resultats ont permis de proposer un modele reactionnel pour l'etape catalytique impliquant les proteines hmet et t.
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Epron, Daniel. "Effets des déficits hydriques et des forts éclairements sur la photosynthèse de jeunes semis de chênes en conditions contrôlées et de chênes adultes en conditions naturelles." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10010.
Full textAbstract:
Les objectifs de ce travail étaient de caractériser l'effet de l'état hydrique foliaire sur la photosynthèse, d'étudier l'impact des forts éclairements sur l'appareil photosynthétique en liaison avec l'état hydrique des feuilles et d'évaluer l'influence réelle d'un desséchement du sol sur le fonctionnement de l'appareil photosynthétique d'arbres adultes durant la période estivale. Les résultats obtenus sur les chênes confirment la forte tolérance de l'appareil photosynthétique à la déshydratation des tissus foliaires et à la diminution des réserves hydriques du sol. La limitation de l'assimilation nette de Co2 en réponse à la sécheresse résulte essentiellement de la fermeture des stomates. Une photoinhibition durable de l'appareil photosynthétique n'est jamais observée, tant que les feuilles ne sont pas soumises à des éclairements supérieurs à ceux qu'elles ont connus durant leur croissance. Différents mécanismes contribuent à cette tolérance des feuilles aux excès d'éclairement. La capacité des feuilles à moduler l'activité photochimique du ps2 en réponse aux variations d'éclairement et/ou des besoins en électrons apparait comme le mécanisme quantitativement le plus important. Mais, en situation de sécheresse, la photorespiration permet de limiter la réduction de l'activité du photosystème 2
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"MANIPULATING CARBON METABOLISM TO ENHANCE STRESS TOLERANCE (Short circuiting photorespiration in tobacco)." Tese, Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do IBICT, 2006. http://tede.ibict.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=485.
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Nießen, Markus [Verfasser]. "Photorespiration in Arabidopsis thaliana : natürliche Evolution und gentechnologische Modifikation / vorgelegt von Markus Nießen." 2008. http://d-nb.info/992539528/34.
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Silva, Ana Elizabete do Carmo 1980. "Photosynthesis and photorespiration in three C4 grasses of diferent metabolic sub-types, under water stress." Doctoral thesis, 2008. http://hdl.handle.net/10451/1525.
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Bari, Rafijul [Verfasser]. "A novel approach for the suppression of photorespiration in C3 plants by gene transfer / von Rafijul Bari." 2004. http://d-nb.info/971151288/34.
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