Titre du projet

Titre du projet :
Etude de la plasticité pariétale et de son contrôle chez différents écotypes altitudinaux d’A. thaliana.
Nom des deux porteurs du projet :
Christophe DUNAND, PR2 UPS (LRSV-UMR5546 UPS-CNRS) Equipe Evolution et Expression
des Peroxydases ([email protected])
Monique BURRUS, MC UPS (EDB-UMR5174 UPS-CNRS) Equipe DEEP
([email protected])
Description du projet (le contexte, les objectifs et les approches envisagées)
Malgré les preuves que l'adaptation aux modifications locales du climat est fréquente dans les
populations de plantes, peu de choses sont connues sur l'évolution génétique contribuant à
l'adaptation climatique. Un bon exemple de l'adaptation climatique des plantes repose sur la capacité
des populations de plantes/écotypes à se développer spécifiquement le long d'un gradient altitudinal.
La paroi des cellules végétales représente une barrière externe physique et dynamique dont la
composition et la structure varient suivant les changements développementaux et environnementaux.
Par conséquent, les parois cellulaires végétales pourraient jouer un rôle important lors de l'adaptation
altitudinale grâce à des modifications de leurs constituants, des protéines conduisant à des
architectures spécifiques. Le concept d’adaptabilité de la paroi suivant les variations de l’altitude
reste encore à démontrer et plusieurs questions sans réponse concernent l'identité et la fonction des
protéines pariétales impliquées dans une telle adaptation.
Le projet est composé de 5 tâches largement interconnectées avec des échanges de données et
de matériels. Des populations pyrénéennes d’Arabidopsis thaliana seront identifiées et caractérisées
(basse, moyenne et haute altitude à partir de deux transects indépendants) de Mai à Juin (Tâche 1).
Le matériel pour les analyses moléculaires (feuilles, tiges florales rosette et graines) sera collecté de
Juin à Août (Tâche 2). L’étude de ces populations permettra d’estimer la plasticité phénotypique de
la paroi cellulaire en fonction de l’altitude. Pour ces populations, la distinction entre écotypes et
accommodats sera faite dans le projet en analysant leurs phénotypes dans des conditions de
laboratoire.
Protéomique pariétale (Tâche 3) et RNAseq (Tâche 4) seront réalisés sur des feuilles de la
rosette et les tiges florales des populations pyrénéennes. Ces travaux seront effectués sur le matériel
collecté durant l’été et permettront d’identifier des protéines et des gènes candidats associés avec une
adaptation altitudinale de la paroi.
Toutes les données obtenues dans le projet seront combinées pour permettre leur
interprétation avec les concepts de la biologie des systèmes et construire un modèle mécanistique
pour comprendre l'adaptation des parois cellulaires végétales à des variations d’altitude (Tâche 5).
L’ensemble de ces résultats permettra de démontrer, s’il existe, le concept d’adaptabilité
pariétale en fonction de l’altitude, de mieux définir le rôle des protéines dans cette adaptabilité. Une
attention particulière sera portée sur trois familles d’intérêt : les oxido-reductases, les protéines
impliquées dans le métabolisme des lipides et les protéines interagissant avec les polysaccharides. Ces
familles de protéines sont potentiellement impliquées dans la réticulation des protéines pariétales, la
plasticité des réseaux de polysaccharides et la formation de cuticules.
Ce projet représente aussi l’opportunité de sortir A.thaliana de son contexte habituelle et
contrôlé de culture et de l’étudier en conditions naturelles de croissance mais aussi de rapprocher
deux communautés scientifiques pour un objectif commun de recherche.