Réponses physiologiques des végétaux supérieurs aux stress métalliques. Caractérisation du rôle des parois cellulaires dans les statégies défensives des cellules de tomate (Solanum lycopersicum Mill.) face aux éléments traces métalliques ), Physiologic responses of higher plants to metallic stress. : role of cell walls in defensive strategy of tomato cells (Lycopersicum esculentum, Mill.) against heavy metal stress.
234 pages
Français

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Réponses physiologiques des végétaux supérieurs aux stress métalliques. Caractérisation du rôle des parois cellulaires dans les statégies défensives des cellules de tomate (Solanum lycopersicum Mill.) face aux éléments traces métalliques ), Physiologic responses of higher plants to metallic stress. : role of cell walls in defensive strategy of tomato cells (Lycopersicum esculentum, Mill.) against heavy metal stress.

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Description

Sous la direction de Henri Morvan
Thèse soutenue le 28 août 2009: Artois
Le travail présenté dans ce mémoire est une contribution à l’étude prospective des effetsprovoqués par des éléments traces métalliques (Zn, Cd et Pb) sur des suspensions cellulaires detomate (Solanum lycopersicum, L.). L’objectif principal de l’investigation est de démontrerl’implication de la paroi dans la réaction de défense des cellules contre le stress métallique à l’instarde celles qu’elles sont capables de développer contre les agressions biotiques.Le premier chapitre a consisté à caractériser des paramètres quantitatifs (croissance, hydratation) etqualitatifs (viabilité, réactivité enzymatique) pour mettre en évidence les effets généralement nocifscausés par l’introduction des éléments traces métalliques (ETM) dans les milieux de culture aumoment de la phase exponentielle de croissance. Outre la diminution de la croissance (arrêt et mortcellulaire), l’état physiologique des cellules, apprécié par leur perte de turgescence, témoigne de lacapacité de tolérance des cellules de tomate vis-à-vis du Zn, par rapport aux deux autres ETM.Le second chapitre a permis de montrer que les cellules de tomate se sont défendues contreles agressions métalliques en augmentant leur biomasse pariétale, notamment en présence de zinc.En outre, la paroi apparaît dans tous les cas comme le principal compartiment de séquestration desETM en excès. La comparaison entre les trois espèces métalliques montre que les parois des cellulesde tomate retiennent mieux le cadmium que le zinc et le plomb.Le troisième chapitre, consacré à l’étude de la composition osidique des parois dans unchamp expérimental réduit aux plus faibles doses de zinc, a fourni des données inédites,notamment à propos des pectines extraites ou non par les procédés employés (CDTA, EPGase). Lesrésultats (quantités et caractéristiques des extraits pectiques) ont été discutés en fonction destraitements subis par les cellules mais également avec le souci de trouver des explications à larétention du zinc dans la paroi et un schéma de structure hypothétique de la paroi a été proposé.En définitive, ce travail répond à la question posée initialement et apparaît comme unepréparation à caractère académique d’un projet environnemental d’utilisation des végétaux pour laphytoremédiation.
-Tomate
-Zn
-Cd
-Pb
-Parois cellulaires
-Pectines
The aim of this work was to evaluate the effects of heavy metals (Zn, Cd, Pb) on tomato(Solanum lycopersicum, L.) suspension-cultured cells. The main objective was to demonstrate thattomato cells subjected to metal stress react by modifying their cell walls as they can do in responseof a pathogen attack.In the first chapter, cell parameters were characterized with both quantitative(growth, water content) and qualitative (viability, enzymatic activities) aspects to highlightdeleterious effects of heavy metal (HM) when added in the culture medium during exponential cellgrowth. In addition to growth reducing (growth break, turgor pressure loss and cell death), tomatocells have showed higher tolerance capacity to Zn compared to Cd and Pb.The second chapter demonstrated that tomato cells were able to protect themselvesagainst HM stress by increasing their cell wall biomass and also the HM amount retained by cellwall polymers. Cell walls appeared to assume important roles in HM accumulation (Cd>Zn>Pb)and could therefore limit their influx into the cells. Our results also suggested that HM fixation bycell walls was not only due to an increase in cell wall biomass but also to an improvement of itsbinding capacity.The last chapter, devoted to study the osidic composition of tomato primary cell walls forthe lowest Zn doses, has provided original data particularly about pectins. Results have beendiscussed in order to understand the binding capacity of cell walls in function of Zn treatments.Then, an hypothetical structure of tomato cell wall of cultured cells has been proposed.Finally, this work has answered to the initial question and has constituted a preparativestudy for next phytoremediation projects.
Source: http://www.theses.fr/2009ARTO0408/document

Sujets

Informations

Publié par
Nombre de lectures 1 880
Langue Français
Poids de l'ouvrage 4 Mo

Extrait




UNIVERSITE D’ARTOIS
Faculté des Sciences Jean Perrin
Ecole Doctorale Biologie et Santé de Lille



Mémoire de thèse présenté pour l’obtention du
Doctorat de l’Université d’Artois
Discipline : Physiologie
Spécialité : Physiologie Végétale


par
Aurélie MUSCHITZ


Réponses physiologiques de végétaux supérieurs
aux stress métalliques.
Caractérisation du rôle des parois cellulaires dans les
stratégies défensives des cellules de tomate (Solanum
lycopersicum L.) face aux éléments traces métalliques.


Thèse soutenue le 28 août 2009


Rapporteurs :
Mr Jean0Claude LABERCHE, Professeur, Université de Picardie
Mr Stanley LUTTS, Professeur, Université de Louvain0la0Neuve

Examinateurs :
Mr Yannis KARAMANOS, Professeur, Université d’Artois
Mr Damien CUNY, Professeur, Université Droit et Santé 0 Lille2

Directeurs de thèse :
Mme Céline FAUGERON, Maître de conférences, Université de Limoges
Mr Henri MORVAN, Professeur émérite, Université d’Artois

UNIVERSITE D’ARTOIS
Faculté des Sciences Jean Perrin
Ecole Doctorale Biologie et Santé de Lille



Mémoire de thèse présenté pour l’obtention du
Doctorat de l’Université d’Artois
Discipline : Physiologie
Spécialité : Physiologie Végétale


par
Aurélie MUSCHITZ


Réponses physiologiques de végétaux supérieurs
aux stress métalliques.
Caractérisation du rôle des parois cellulaires dans les
stratégies défensives des cellules de tomate (Solanum
lycopersicum L.) face aux éléments traces métalliques.


Thèse soutenue le 28 août 2009


Rapporteurs :
Mr Jean0Claude LABERCHE, Professeur, Université de Picardie
Mr Stanley LUTTS, Professeur, Université de Louvain0la0Neuve

Examinateurs :
Mr Yannis KARAMANOS, Professeur, Université d’Artois
Mr Damien CUNY, Professeur, Université Droit et Santé 0 Lille2

Directeurs de thèse :
Mme Céline FAUGERON, Maître de conférences, Université de Limoges
Mr Henri MORVAN, Professeur émérite, Université d’Artois


RRRReeeemmmmeeeerrrrcccciiiieeeemmmmeeeennnnttttssss

Au terme de ce travail, je tiens à remercier les personnes qui y ont contribué.

Ainsi, je tiens à exprimer, en premier lieu, ma profonde gratitude envers le Professeur
Henri Morvan. Vous m’avez accueillie au sein de votre laboratoire dès la maîtrise, vous m’avez
permis de faire mes preuves et m’avez guidée jusqu’à aujourd’hui dans mon apprentissage de la
recherche. Votre sens critique, votre patience, votre confiance et votre soutien permanent ont
largement contribué à la réalisation de cette thèse et je tiens à vous en remercier très sincèrement.
Je tiens à souligner également combien j’apprécie vos grandes qualités humaines et vous remercie
pour les nombreux et divers enseignements que vous m’avez transmis tout au long de ces années.

Céline Faugeron, Maître de Conférences à l’Université de Limoges a accepté de co-
diriger ce travail, comme elle l’avait fait pour le DEA. Je vous remercie pour votre disponibilité,
vos nombreux conseils et vos encouragements durant ces cinq années de travail. Je vous remercie
également pour votre accueil chaleureux lors de mes séjours de stage au Laboratoire de Chimie des
Substances Naturelles de l’Université de Limoges. Je vous suis très reconnaissante de votre
gentillesse pour m’avoir reçue chez vous, de m’avoir offert votre amitié et de m’avoir fait découvrir
la belle région qu’est le Limousin!

Je voudrais ensuite témoigner ma reconnaissance à Monsieur le Professeur Jean-Claude
Laberche de l’Université de Picardie pour avoir accepté de participer à mon jury de thèse, d’avoir
expertisé ce manuscrit et établi un rapport écrit sur ce travail.

Ma reconnaissance s’adresse aussi à Monsieur le Professeur Stanley Lutts de
l’Université de Louvain-la-Neuve pour sa participation au jury en qualité de rapporteur. J’ai
apprécié travailler à vos côtés lors de vos passages à la Faculté de Lens et vous remercie pour
m’avoir fait bénéficier de vos conseils scientifiques à de nombreuses reprises.

J’adresse également mes remerciements à Monsieur le Professeur Damien Cuny du
Laboratoire de Botanique et Cryptogamie de l’Université de Lille2 et à Monsieur le Professeur
Yannis Karamanos du Laboratoire de Physiopathologie de la Barrière Hémato-Encéphalique
de l’Université d’Artois pour leur participation au jury et pour l’intérêt qu’ils portent à ce travail
en acceptant de le juger.

Une partie des expérimentations a été réalisée au Laboratoire de Chimie des Substances
Naturelles dirigé par le Professeur Pierre Krausz. Je vous remercie pour votre accueil au sein
de votre laboratoire. Je tiens à remercier également les membres de votre équipe, et en particulier
Vincent Gloaguen, pour l’accueil chaleureux qui m’a été réservé à chacun de mes passages à
Limoges.

Mon initiation à la spectrométrie d’absorption atomique a été réalisée au sein du
Laboratoire de Chimie Verte de l’Université d’Artois, dirigé par le Professeur Patrick Martin. Je vous remercie pour votre accueil au sein de votre laboratoire. Je remercie aussi sincèrement
Monsieur Christophe Douez pour sa contribution scientifique à cette partie de ma formation.

Je remercie également Madame Claudine Morvan, Chargée de Recherche CNRS à
l’Université de Rouen, pour son initiation et ses conseils précieux dans le domaine du traitement
et de l’étude des parois cellulaires végétales.

Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur le Professeur Roméo Cecchelli,
directeur du Laboratoire de Physiopathologie de la Barrière Hématho-Encéphalique, Président
du Conseil Scientifique de l’Université d’Artois, pour son soutien logistique qui a permis
l’aboutissement de cette thèse.

Je suis également très reconnaissante d’avoir pu bénéficier, tout au long de la thèse, de
contrats d’enseignements au sein de la Faculté des Sciences de Lens. Cette expérience
professionnelle fut très intéressante et a enrichi considérablement ma formation doctorale.
A ce propos, je tiens à remercier Ingrid Erouart pour le temps consacré à la préparation des
travaux pratiques de physiologie végétale, mes anciens enseignants, devenus collègues, pour leur
aide et leurs conseils pédagogiques, ainsi que l’ensemble du personnel administratif et technique de
la Faculté de Lens pour leurs aides ponctuelles et leur convivialité.
Un merci particulier à Sandrine Levasseur, préparatrice en Biochimie, pour les nombreux prêts
de matériel, verrerie, produits chimiques, … De cette manière, tu as toi aussi contribué au bon
déroulement de cette thèse. J’ai beaucoup apprécié travailler à tes côtés et te remercie sincèrement
pour ta grande sympathie et ton amitié.

Mes remerciements s’adressent également aux anciens membres de l’Equipe de
Glycobiologie et Physiologie Végétale qui ont contribué au quotidien à l’avancement de mes
travaux par leurs connaissances scientifiques et leur amitié :
-Céline Faugeron ;
-Jean-Claude Mollet, aujourd’hui Professeur à l’Université de Rouen, que je remercie
pour sa grande sympathie et ses nombreux conseils techniques, scientifiques et pédagogiques. Je
remercie également son épouse, le Docteur Concepciòn Sigüenza-Mollet pour ses conseils dans le
domaine du traitement biostatistique des résultats expérimentaux ;
-Lahouari Chaa, dont la gentillesse, la capacité de travail et la joie de vivre n’ont cessé
de m’impressionner. Ton amitié et ton soutien durant notre formation m’ont été très précieux. Tu
es maintenant Enseignant-Chercheur à l’Université d’Oran et jeune marié, je suis très fière de toi
et vous souhaite sincèrement, à toi et Fériel, tous mes meilleurs vœux de bonheur.

Enfin, je remercie tous mes proches, famille et amis pour avoir toujours été présents et
m’avoir encouragée et soutenue. Je dédie particulièrement cette thèse à

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