Soutenance de thèse d'Anne-Antonella SERRA



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Le jeudi 5 mars 2015 à 15h00, salle de conférences de l'OSUR, bâtiment 14b, Campus de Beaulieu, UR1

Le jeudi 5 mars 2015 à 15h00, salle de conférences de l'OSUR, bâtiment 14b, Campus de Beaulieu, UR1

Réponses écophysiologiques et moléculaires des plantes aux stress xénobiotiques complexes de faible intensité : implications dans les capacités de protection environnementale des bandes enherbées

Résumé :
Les pollutions par les xénobiotiques, en particulier les pesticides, et les métaux lourds issus des activités agricoles présentent une grande complexité de composition chimique et de dynamique spatio-temporelle. La présence de bandes enherbées entre les parcelles cultivées et les cours d’eau permet une limitation de la diffusion de ces pollutions résiduelles vers les milieux naturels. Le compartiment végétal de ces bandes enherbées peut jouer de multiples rôles dans ce contexte de protection environnementale. L’étude comparative réalisée in situ et en conditions contrôlées de laboratoire a permis de mettre en évidence le rôle biologique du compartiment végétal avec son implication directe dans les processus in planta d’absorption, de stockage et/ou de dégradation au moins partielle. Un tel rôle phytoremédiateur est dépendant de la capacité des plantes à se maintenir sur ces milieux pollués, qui diffère selon l’espèce considérée et structure ainsi les communautés végétales des bandes enherbées. L’étude intégrative en conditions contrôlées des réponses des plantes aux interactions avec les xénobiotiques à faibles doses, à différentes échelles de complexité du fonctionnement végétal, a permis de montrer les effets de ces stress chimiques chez l’espèce modèle Arabidopsis thaliana et chez l’espèce prairiale Lolium perenne. Les xénobiotiques et les métaux lourds à des doses subtoxiques ont induit d’importants bouleversements métabolomiques et moléculaires chez ces espèces, avec des effets cryptiques de ces polluants et de leurs produits de dégradation. L’analyse en conditions de multi-pollution, qui reflètent de manière réaliste les pollutions péri-agricoles, a montré la complexité et la difficulté de prédiction des interactions entre les effets des contaminants en mélange. Ces mécanismes de réponses diffèrent selon l’espèce et le polluant et laissent supposer des divergences en termes de perception et/ou de transport des polluants, ou de coordination des réponses moléculaires et métaboliques. Arabidopsis a ainsi présenté une coordination de ses réponses orientée vers une augmentation des métabolites de stress, et une diminution des métabolites carbonés (sucres solubles), en parallèle de modifications de l’expression de gènes impliqués dans les défenses antioxydantes, les défenses contre les stress xénobiotiques, ou dans la dynamique des phytohormones. Le stress chimique a entraîné chez Lolium des modifications majeures du métabolisme azoté, ainsi qu’un remaniement des processus de photorespiration. L’analyse transcriptomique de cette espèce a de plus montré que la majorité des gènes induits sont impliqués dans des voies de transduction de signal, montrant ainsi la complexité des mécanismes de réponse et les couplages qui existent entre les signaux métaboliques, en particulier liés aux sucres, les voies de signalisation associées aux phytohormones, les signaux de stress et la photosynthèse. Ces réorganisations générales du fonctionnement végétal induites par les stress chimiques subtoxiques peuvent expliquer le développement de tolérance chez certaines espèces et leur maintien sur des milieux contenant des pollutions résiduelles. Les différents mécanismes mis en évidence peuvent donc servir à définir des biomarqueurs de tolérance et d’efficacité en phytoremédiation ou en analyse de risque environnemental.

Jury :
- Marie-Pascale PRUD’HOMME : Professeur - Université de Caen Basse-Normandie / rapporteur
- Graham NOCTOR : Professeur - Université Paris Sud / rapporteur
- Claudia COSIO : Associée de recherche - Université de Genève / examinatrice
- Michel MENCH : Directeur de recherche - INRA / examinateur
- Gwenola GOUESBET : Ingénieur de Recherche – CNRS / directrice de thèse
- Cécile SULMON : Maître de Conférence - Université Rennes 1 / co-directrice de thèse
- Ivan COUÉE : Professeur - Université Rennes 1 / co-directeur de thèse

Contact : Anne-Antonella SERRA




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