Academic literature on the topic 'Plantes vivaces – Résistance au froid'

La première partie du travail de thèse concerne la détermination des mécanismes physiologiques affectés par la température et leur impact sur la croissance des plantes géophytes. Sur exemple de Corydalis bracteata, nous avons montré que l'application d'une température basse pendant les mois d'automne – hiver est le facteur essentiel pour le développement (la floraison en particulier) des plantes géophytes. Nous supposons que la température exerce son influence sur la mobilisation et la répartition des glucides dans les organes souterrains. Notamment, la température basse conduit à l'écoulement des sucres dans le domaine apoplasmique du tubercule, qui représente la voie principale du transport des glucides vers le bourgeon. En l'absence de température basse, cette route apoplasmique n'est pas activée et le transport des sucres est endommagé, provoquant un manque de nutriments dans le bourgeon, ce qui conduit à sa nécrose. La deuxième partie est consacré aux études du métabolisme des alcaloïdes benzylisoquinoléiques produites par C. Bracteata (la dynamique saisonnière de leur accumulation et le transport au sein d'une plante). En utilisant les différents techniques de la chimie analytique, nous avons pu identifier 13 alcaloïdes benzylisoquinoléiques présents dans les extraits de C. Bracteata. De plus, notre analyse des spectres MS/MS des alcaloïdes tetrahydroprotoberberines détectés dans les extraits nous a conduit à la description du nouveau mécanisme de fragmentation de ces molécules par la rupture des liaisons C-C dans le cycle B, ce qui n'avait jamais décrit précédemment. L'étude de la dynamique saisonnière de l'accumulation des alcaloïdes montre que le contenu en alcaloïdes est plus élevé dans les jeunes organes au cours de la croissance. Nos résultats sur le transport des alcaloïdes chez C. Bracteata indiquent qu'il n'existe pas du transfert des alcaloïdes à longue distance entre les différents organes de la plante. Ceci suggère que tous les organes de la plante sont impliqués dans la biosynthèse des alcaloïdes
The first part of the work concerns the determination of physiological mechanisms affected by the temperature and their role in the growth and development of geophytes. By the example of Corydalis bracteata we have shown that low temperature applied to geophyte plants during autumn and winter months is the essential factor for their development, flowering in particularly. We suppose that temperature influences mobilization and distribution of carbohydrates in underground organs. Namely, low temperature leads to efflux of the sugars into apoplastic domain of the tuber. The apoplastic way is the main route for soluble carbohydrates transport from the tuber to the bud. Without low temperature the apoplastic route is not activated and the sugar transport is disturbed. This provokes the lack of nutriments in the bud and leads to the necrosis of the latter. The second part is devoted to the study of C. Bracteata benzylisoquinoline alkaloids metabolism (seasonal dynamics of alkaloid accumulation and transport throughout the plant). Using different analytical techniques, we could identify 13 benzylisoquinoline alkaloids in the extracts of C. Bracteata. Moreover, the results of our analysis of MS/MS spectra of tetrahydroprotoberberine alkaloids detected in the extracts suggest the possibility of a new fragmentation mechanism of these compounds by the rupture of C-C liaisons in the cycle B that has never been described before. The data on seasonal dynamics of alkaloid accumulation show that alkaloid content is highest in young growing organs. The results of alkaloid transport in C. Bracteata indicate that there is no long distance alkaloids translocation between different organs of the plant. This suggests that all plant organs could be implied into alkaloid biosynthesis

En raison de l'immobilite des vegetaux, le froid est l'un des principaux stress abiotiques gouvernant leur croissance, leur distribution geographique et leur productivite. La plante cible, eucalyptus gunnii, etudiee dans cette these est l'une des especes les plus resistantes au froid du genre eucalyptus. Malgre cela son implantation dans le sud-ouest de la france, fortement recherchee en vue de la production de pate a papier, reste limitee par la temperature. Afin d'apprehender les processus cellulaires impliques dans la resistance au froid chez ce ligneux, deux aspects ont ete particulierement etudies: les changements de fluidite membranaire et les modifications en sucres solubles chez eucalyptus gunnii. Au prealable, la definition des materiels d'etude a permis de caracteriser des differences dans leur resistance intrinseque au froid ou leur capacite a s'acclimater (acquisition progressive d'une resistance accrue). Dans la nature un genotype plus resistant au froid se distingue de deux autres clones tout au long de l'annee. De jeunes boutures issues de ce meme genotype ont pu etre acclimatees en conditions controlees par abaissement progressif de la temperature de culture. Par ailleurs, differentes suspensions cellulaires d'eucalyptus gunnii reproduisent vis a vis du froid le meme comportement differentiel que les arbres dont elles sont issues. La souche la plus sensible au froid a pu etre acclimatee par une culture a basse temperature associee ou non a l'aba, cette acclimatation est reversible. La comparaison de la mobilite lipidique membranaire des suspensions cellulaires ayant des sensibilites au froid les plus eloignees a permis de mettre en evidence une plus grande fluidite membranaire pour le clone resistant par rapport au clone sensible au niveau de membranes totales et de membranes specifiques. Pour les deux clones le tonoplaste s'avere plus fluide que le plasmalemme. De plus, la fluidite des membranes totales des cellules du clone sensible augmente au cours de l'acclimatation au froid. L'etude des teneurs en sucres solubles dans les differents materiels (feuilles, suspensions cellulaires) montre une correlation entre le contenu en sucres solubles et la resistance au froid intrinseque ou induite. Certains sucres apparaissent specifiques des arbres resistants: le fructose et le raffinose. Ces sucres s'accumulent egalement lors de l'acclimatation au froid en conditions controlees de plants d'eucalyptus gunnii. L'introduction de fructose et de raffinose dans les cellules sensibles au froid, par contact prolonge ou par electropulsation, a permis d'augmenter leur resistance a la congelation suggerant fortement un role cryoprotecteur de ces molecules. Ces resultats apportent des informations nouvelles sur les parametres biochimiques et cellulaires potentiellement associes a la resistance au froid. Ils demontrent pour la premiere fois une fluidite membranaire moindre pour le plasmalemme par rapport au tonoplaste confirmant sa plus grande sensibilite vis a vis du froid. Ils fournissent les premiers arguments a l'echelle cellulaire en faveur d'un role cryoprotecteur des sucres. Une interaction potentielle sucres-membranes est suggeree a titre d'hypothese de travail

Les semances d'arachides ne supportent pas une humidification combinée avec des températures fraîches. Les dommages physiologiques apparaissent dès la phase physique de la germination, l'étude mathématique des courbes met en évidence les points critiques du phénomène. Une proportion importante de graines sont tuées, d'autres donnent naissance à des plantules anormales présentant de graves modifications morphologiques. Les dommages affectent principalement la partie subterminale de la racine et provoquent une désorganisation de la zone corticale. Les arachides adultes exposées aux températures fraiches mais supérieures à 0°C présentent une tolérance très inégale selon les cultivars : Virginia RMP12 est la variété la plus sensible, la plante est tuée rapidement par effondrement des tissus de soutien, Spanish 55. 437 présente un dessèchement fatal de la partie aérienne. . .

Une etude comparee des effets de deux regimes de basses temperatures est realise entre lycopersicon esculentum mill. , varietes ege 12p1 et a1-1 et lycopersicon hirsutum humb. & bonpl. , ecotypes la 1777 et la 1393, durant les premiers stades vegetatifs. Les resultats obtenus permettent d'aborder plusieurs points reliant le froid, la nutrition minerale de l'espece et son degre d'adaptation. Ce dernier parait etre en etroite relation avec les bilans ioniques des ions absorbes et des ions demeurant a l'etat libre. De meme, l'etude des potentialites d'absorption et de transfert racinaires suggerent une adaptation morphologique des racines, sous l'effet de nos traitements au froid, qui pourrait compenser les fortes perturbations d'absorption minerale observees chez l. Esculentum, notamment pour les ions potassium et calcium. La composition ionique des seves xylemiques obtenue par chromatographie liquide haute performance a permis de mettre en evidence la presence d'ammonium a l'etat libre chez les deux especes maintenues a 10#oc. Certaines experiences sont alors consacrees a l'etude de son origine. Enfin, l'incidence du traitement a 10#o c sur le metabolisme azote est ensuite completee par la mesure des activites des enzymes impliquees dans l'assimilation de l'azote ainsi que par l'etude du contenu en acides amines libres et en proteines des deux especes

Burkholderia phytofirmans strain PsJN has been well characterized as a Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) that triggers induced resistance in grapevine against fungal pathogens. To better understand the interaction between grapevine and B. Phytofirmans strain PsJN, changes in the expression pattern of different defence related genes were investigated in Chardonnay grapevine leaves after root inoculation with PsJN strain. B. Phytofirmans induced a systemic spread of a signal from roots to leaves after root inoculation with bacteria, a phenomenon referred to as Induced Systemic Resistance (ISR). The expression pattern of well-characterized grapevine defence genes was also monitored in grapevine plantlets bacterized four weeks earlier, and subjected to low non-freezing temperature. Results report that PsJN induces earlier and/or higher transcript accumulation of defence genes in bacterized plantlets upon low non-freezing temperatures according to the phenomenon of priming. Investigation of several biochemical parameters reveals that bacterized grapevine plantlets are in a primed physiological state able to increase their sugar, starch and proline levels upon low non-freezing temperatures while the analysis of membrane lipid peroxidation markers indicates a faster degradation of aldehydes, malonaldehyde and hydrogen peroxide beyond one week, addressing the better adaptation of bacterized plantlets than non-bacterized plantlets to low non-freezing temperature. In conclusion, PsJN strain is an ISR-inducing PGPR able to stimulate grapevine defence mechanism by priming physiological responses critical to acclimation under low non-freezing temperatures
Burkholderia phytofirmans souche PsJN a été caractérisée comme une rhizobactérie promotrice de la croissance des plantes (PGPR) capable d’induire la résistance de la vigne contre certains phypathogènes. Pour mieux comprendre l’interaction entre la vigne et la souche PsJN, le profil de l’expression de différents gènes de défenses a été analysé au niveau des feuilles de vitroplants après l’inoculation des racines par la bactérie. Les résultats montrent que la souche PsJN induit la propagation d’un signal systémique, des racines vers les feuilles, caractéristique d’une résistance systémique induite (ISR). L’expression de gènes de défenses a également été suivie au niveau des vitroplants bactérisés 4 semaines avant leur traitement par les basses températures. Les résultats montrent une accumulation précoce et/ou intense des transcrits de ces gènes au niveau des vitroplants bactérisés et soumis aux basses températures selon le phénomène de potentialisation. Cet état de potentialisation permet également aux vitroplants bactérisés d’augmenter la teneur en sucres solubles, amidon et proline après le stress thermique. L’étude des marqueurs de peroxydation membranaire a montré une dégradation plus rapide des aldéhydes, du malondialdéhyde et du peroxyde d’hydrogène, une semaine après le début du stress froid, indiquant ainsi une meilleure adaptation des vitroplants bactérisés aux basses températures. En conclusion, B. Phytofirmans souche PsJN est une PGPR inductrice de l’ISR qui est capable de stimuler les mécanismes de défense de la vigne via un état de potentialisation qui lui permettrait une acclimatation en condition de basses températures

L'acclimatation au froid est un phénomène qui permet aux plantes exposées à de basses températures positives de pouvoir tolérer ensuite le gel. ElIe est, ici, étudiée chez le pois (Pisum sativum L.) en conditions contrôlées grâce à deux lignées, Champagne tolérante au gel après cette phase d'acclimatation et Térèse sensible même après la phase d'acclimatation. L'analyse du protéome des feuilles, des tiges et des racines de ces lignées a permis l'identification de protéines ayant un rôle potentiel dans l'acclimatation au froid. Pour les feuilles et la base des tiges, la majorité des protéines différentielIement exprimées et identifiées, soit 35% des protéines, participent à la photosynthèse et à la glycolyse (métabolisme primaire). Dans les tiges, 25% des protéines sont des chaperonnes et dans les racines, les protéines de défense représentent 47% des protéines identifiées. Les teneurs en raffinose, saccharose, glucose ainsi qu'en citrate augmentent chez Champagne dans les 3 parties étudiées de la plante lors de l'acclimatation au froid. Ces concentrations restent faibles et à peu près stables chez Champagne non acclimaté et Térèse qu'il ait ou non subi la phase d'acclimatation. Le dosage de ces métabolites a aussi été réalisé chez des lignées recombinantes issues du croisement entre Champagne et Térèse. Ceci a permis la détection de QTL pouvant être explicatifs de l'acclimatation au froid avec, notamment, des QTL de teneur en raffinose qui co-localisent avec des QTL de tolérance au gel présents sur les groupes de liaison 5 et 6. Des PQL ont aussi été recherchés avec l'analyse du protéome des feuilles des lignées recombinantes. Certains co-localisent avec les QTL précédemment détectés. L'ensemble des données fournies par les différentes approches nous permet d'émettre des hypothèses pour expliquer les mécanismes mis en place chez Champagne pour tolérer le gel
CoId acclimation is the process whereby plants, previously exposed to low positive temperatures, are sUbsequently able to tolerate frost. This phenomenon was studied under controlled conditions in pea (Pisum sativum L.) in two Iines: Champagne, frost tolerant after cold acclimation and Terese, frost sensitive even if previously submitted to a cold acclimation period. Leaf, stem and root proteomes were analysed. Thirty five per cent of the identified differentially expressed proteins in leaves and stems during the cold acclimation period were involved in photosynthesis and glycolysis. ln stems, 25% were identified as folding proteins and ir roots, 47% were involved in the defense response. The raffinose, sucrose, glucose and citrate contents increased in Champagne leaves, stems and roots during the cold acclimation. ln contrast, the levels of these compounds were low in non-acclimated Champagne as weil as in Terese submitted to the cold acclimation period or not. Metabolite levels were also determined on the recombinant inbred lines (RIL) resulting from the cross between Champagne and Terese. Subsequent analyses permitted the detection of potential cold acclimation explicative OTL. ln particular, raffinose content QTL were colocalized with frost da mage QTL on the linkage groups 5 and 6. POL were also detected with the study of RtL leaf proteome. A number of these PQL colocalized with the previously detected QTL. The data obtained using these different approaches allowed us to propose hypothezises potentially explaining the mechanisms used by Champagne to tolerate frost

La tolérance au froid est un caractère complexe lié à des modifications au niveau écophysiologique et métabolique. L'objectif de ce travail est d'identifier les zones chromosomiques clés impliquées dans la tolérance aux basses températures à partir d'une étude sur une population de backcross avancé obtenue à partir d'un parent tropical d'altitude dans le fond génétique d'un parent corné. Une approche sans a priori repose sur la mise en évidence des zones chromosomiques impliquées dans les variations de biomasse en réponse au froid ainsi que sur les origines de ces variations: mise en place des feuilles, photosynthèse et métabolismes carboné et azoté. Une approche avec a priori est basée sur l'hypothèse que le glutathion, molécule antioxydante, serait une molécule clé dans la tolérance aux basses températures. Grâce à ces deux approches, nous concluons que la photosynthèse semble jouer un rôle primordial mais que le rôle du glutathion reste limité dans notre contexte génétique et pour les scénarios climatiques testés
Cold tolerance is a complex mechanism linked to ecophysiological and physiological changes. The aim of this work was to identify key chromosomal regions involved in low temperature tolerance. This work was based on a population resulting from the advanced back-cross with a highland tropical inbred within a flint background. A first approach was based on the detection of chromosomal regions involved in biomass changes in response to cold and their origin: canopy development, photosynthesis, carbon and nitrogen metabolisms. A second approach was based on the hypothesis that an antioxidant, the glutathione, bas a key role in low temperature tolerance. Combining these two approaches, we conclude that photosynthesis seems to play a key rote when the glutathione one is limited in our genetic background and for the climatic conditions tested

La pérennité du trèfle blanc (Trifolium repens l. ) est en partie conditionnée par sa survie hivernale et sa reprise printanière. L’objectif du présent travail est de déterminer les effets des basses températures sur la morphogénèse et sur l'évolution des réserves carbonées du trèfle blanc. Des suivis expérimentaux réalisés en plein champ montrent que la morphogénèse du trèfle est principalement sous la dépendance de la température et notamment de l'indice actinothermique. Des réserves carbonées (amidon et sucres solubles) sont accumulées dans les stolons, les racines et les feuilles, caractérisant un endurcissement de la plante aux basses températures. Les plus fortes mortalités foliaires observées pendant l'hiver sont dues aux alternances rapides de gels et dégels, notamment en début d'hiver et qui conduisent à une forte consommation de l'amidon stocké dans les stolons. Des gels simulés en conditions contrôlées induisent une déshydratation des plantes, moins forte chez les plantes endurcies. En réponse aux basses températures positives, on observe une accumulation de solutés dans les cellules, conduisant à un ajustement osmotique. Les sucres solubles contribuent pour 20 à 30% à cet ajustement osmotique, indiquant que des composés autre que les sucres interviennent. Une comparaison variétale montre que dans nos conditions expérimentales, Aberherald présente un taux d'émission des feuilles identique à Huia. Le meilleur rendement en matière sèche de Aberherald observé au champ à la première coupe est du à des feuilles plus grosses, des pétioles et des stolons plus longs et plus épais. Ainsi Aberherald possède une valeur adaptative au froid supérieure à Huia. En période hivernale et printanière, les réserves carbonées ne limitent pas le taux d'émission des feuilles mais influencent la croissance des organes émis. Les réponses de la plante au froid concernant la morphogénèse et les réserves carbonées sont discutées en termes de mécanismes de tolérance, de résistance et d'adaptation

L'Eucalyptus, d'un grand intérêt économique pour l'industrie papetière, s'est très vite imposé à travers le monde. Parmi les contraintes environnementales, c'est le gel qui reste le facteur le plus limitant de l'implantation de cette essence exotique dans les régions tempérées. Lors d'expositions au gel prolongées, la survie de ce feuillu est liée à sa tolérance intrinsèque au froid ainsi qu'à sa capacité d'acclimatation. Ce phénomène, étudié chez d'autres espèces comme Arabidopsis ou l'orge, apparaît lié à de nombreux paramètres et relativement spécifique. L'acclimatation au froid est une réponse adaptative qui correspond au développement transitoire d'une tolérance via de profonds changements à la fois biochimiques, physiologiques et cellulaires, suite à l'induction de nombreux gènes. Les approches moléculaires ont démontré que la capacité d'adaptation des végétaux à ce type de stress abiotique implique l'action de plusieurs gènes codant pour des protéines effectrices et pour des protéines régulatrices. Les travaux présentés dans cette thèse, concernent l'isolement et la caractérisation de gènes impliqués dans la tolérance aux stress abiotiques dont le froid chez l'Eucalyptus, à travers une approche de génomique fonctionnelle. Ils ont été réalisés sur des systèmes simplifiés, représentatifs du comportement de la plante entière. L'isolement des gènes a été réalisé par deux approches différentes : PCR ciblée et criblage d'une banque soustractive. L'analyse globale des profils d'expression de l'ensemble des gènes de notre banque a été effectuée par hybridation sur filtres haute densité "macroarrays". Cette analyse qui a été confirmée par northern blot pour certains gènes orthologues, nous a permis d'identifier pour la première fois chez l'Eucalyptus des gènes différentiellement exprimés lors de l'acclimatation au froid. .
Due to interesting wood properties, fast growth and a low requirement for soil quality, Eucalyptus is the most planted woody angiosperm worldwilde. However, due to the limitation of Eucalyptus expansion by cold climate, frost tolerance became a main agronomic trait to be improved for these species. Freezing tolerance is associated to intrinsic tolerance and acclimation capacity corresponding to deep biochemical and physiological changes mediated by the induction of a lot of genes. The function of some these genes is still unclear up to now. In this context, our scientific project aims to identify candidate genes in order to better understand the main molecular mechanisms of frost tolerance. In order to study transcriptional changes during acclimation, the identification of genes was carried out by two different approaches: targeted PCR and screening of a subtractive library obtained from cold acclimated Eucalyptus cell suspension culture. .