There is currently no text in this page. You can search for this page title in other pages, search the related logs, or edit this page.
Stage:122
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : UMR CNRS-UPS 5546 Laboratoire de Recherche en Science Végétale
Equipe d'accueil : Protéines pariétales et développement / Expression et Evolution des Peroxydases
Encadrant(e)(s) : V. BURLAT (burlat@lrsv.ups-tlse.fr / 05 34 32 38 55) / C. DUNAND (dunand@lrsv.ups-tlse.fr / 05 34 32 38 57)
Contexte
La germination est contrôlée par des facteurs externes comme la température, l’eau et la lumière et par l’équilibre hormonal. Récemment, les espèces réactives de l’oxygène (ROS) ont été démontrées agissant comme messagers au cours du développement, des réponses au stress et lors de la mort cellulaire programmée (Gechev and Hille, 2005 ; Laloi et al, 2007 ; Miller et al, 2007 ; Neill et al, 2002). Nous avons analysé le rôle des ROS lors de la germination et étudié la possibilité pour les ROS d’être des molécules de signalisation dans ce processus.
Les espèces réactives de l’oxygène (ROS, par exemple le superoxyde (O2•-), le peroxyde d’hydrogène (H2O2), le radical hydroxyle (OH •)) sont des sous-produits constamment produits au cours des processus métaboliques normaux et le niveau de ces composés qui endommagent les cellules doit être contrôlée. Les ROS peuvent également être produits à des fins spécifiques telles que lors du burst oxydatif au cours de la défense des plantes. En particulier, les ROS produits par l’embryon de la graine ont un rôle important dans la protection de l’embryon contre les attaques émergentes de pathogènes (Schopfer et al., 2001). Ils jouent également un rôle majeur dans les processus physiologiques tels que l’allongement des racines grâce à leur action dans le relâchement de la paroi cellulaire, mais aussi lors de la germination et la levée de la dormance (Dunand et al, 2007 ; Ogawa et Iwabuchi, 2001 ; Sarath et al, 2007).
Nous avons montré que lors de la germination, les ROS sont libérés avant la rupture de l’albumen, que la production des ROS est nécessaire à la germination, et qu’une famille de protéines (les peroxydases de classes III) pourraient être impliqués dans la régulation spatio-temporelle de la production de ROS. Dans ce sens, un mutant RNAi d’Arabidopsis thaliana ciblant plusieurs peroxydases de classe III montre une augmentation significative de la vitesse de germination par rapport à des graines d’une plante sauvage.
Objectifs
Les objectives majeurs de ce projets sont de
(i) Déterminer le ou les gènes de peroxydases qui sont « silencés » dans le mutant RNAi disponible: analyse par qPCR de l’expression de plusieurs gènes, potentiellement cibles du silencing, durant les premières étapes de germination.
(ii) Localiser par hybridation in situ ces gènes candidats avec un intérêt particulier pour les gènes exprimés dans l’albumen dans les phases précoces de la germination: préparation des ribosondes, du matériel végétal, microscopie/scanner de lame et intégration des résultats avec des microtranscriptomiques publiées
(iii) Préparer des constructions GFP pour permettre la localisation subcellulaire de peroxydases d’intérêt: clonage, transformation et microscopie confocale
(iv) Génotyper et phénotyper les mutants de peroxydases identifiées comme cibles potentielles du silencing : techniques de biologie moléculaire et test de germination.
References
Dunand, C., Crevecoeur, M. and Penel, C. (2007). Distribution of superoxide and hydrogen peroxide in Arabidopsis root and their influence on root development: possible interaction with peroxidases. New Phytol 174, 332-41.
Gechev, T. S., Van Breusegem, F., Stone, J. M., Denev, I. and Laloi, C. (2006). Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress responses and programmed cell death. Bioessays 28, 1091-101.
Laloi, C., Stachowiak, M., Pers-Kamczyc, E., Warzych, E., Murgia, I. and Apel, K. (2007). Cross-talk between singlet oxygen- and hydrogen peroxide-dependent signaling of stress responses in Arabidopsis thaliana. Proc Natl Acad Sci U S A 104, 672-7.
Miller, G., Suzuki, N., Rizhsky, L., Hegie, A., Koussevitzky, S. and Mittler, R. (2007). Double mutants deficient in cytosolic and thylakoid ascorbate peroxidase reveal a complex mode of interaction between reactive oxygen species, plant development, and response to abiotic stresses. Plant Physiol 144, 1777-85.
Neill, S. J., Desikan, R., Clarke, A., Hurst, R. D. and Hancock, J. T. (2002). Hydrogen peroxide and nitric oxide as signalling molecules in plants. J Exp Bot 53, 1237-47.
Ogawa, K. and Iwabuchi, M. (2001). A mechanism for promoting the germination of Zinnia elegans seeds by hydrogen peroxide. Plant Cell Physiol 42, 286-91.
Sarath, G., Hou, G., Baird, L. M. and Mitchell, R. B. (2007). Reactive oxygen species, ABA and nitric oxide interactions on the germination of warm-season C4-grasses. Planta 226, 697-708.
Schopfer, P. (2001). Hydroxyl radical-induced cell-wall loosening in vitro and in vivo: implications for the control of elongation growth. Plant J 28, 679-88.