UPThèses

Les plantes vivent en étroite relation avec des populations complexes de microorganismes, y compris des espèces de rhizobactéries communément appelées rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR). Les PGPR conférèrent aux plantes une meilleure croissance et tolérance aux stress biotiques et abiotiques mais les mécanismes moléculaires impliqués dans ce processus restent largement inconnus. En utilisant un système expérimental in vitro, la plante modèle Arabidopsis thaliana et la souche PGPR bien caractérisée Pseudomonas simiae WCS417r, nous avons réalisé un ensemble complet d'analyses phénotypiques, d’expressions géniques et biochimiques. Nos résultats montrent que PsWCS417r induit des modifications transcriptionnelles majeures du transport du sucre et d'autres processus biologiques clés liés à la croissance, au développement et à la défense des plantes. En utilisant une approche de génétique inverse, nous avons également démontré que AtSWEET11 et AtSWEET12, deux gènes transporteurs de sucre dont l'expression est réprimée par les souches bactériennes étudiées chez Arabidopsis thaliana, sont fonctionnellement impliqués dans les effets favorisant la croissance et le développement des plantules. Nos résultats révèlent que la régulation du transport de sucres joue un rôle important dans les effets bénéfiques des interactions plantes-rhizobactéries. Nous avons étendu notre étude à deux autres souches de PGPR (Pseudomonas fluorescens PICF7, Burkholderia phytofirmans PsJN) et à une autre souche non-PGPR (Escherichia coli DH5α). Ces trois souches bactériennes sont capables de modifier elles aussi l’expression de plusieurs gènes codant des transporteurs de sucre (essentiellement des gènes des familles AtSWEET et AtERD6-like), soit dans les racines, soit dans les parties aériennes des plantules d’Arabidopsis. Globalement, nos résultats révèlent une régulation transcriptionnelle conservée ou spécifique de certains gènes codants pour des transporteurs de sucres lors des interactions plante-PGPR. Enfin, nous avons effectué l'identification et la caractérisation d'une souche Bacillus megaterium, RmBm31, isolée de nodules racinaires de la légumineuse Retama monosperma. Notre étude révèle que RmBm31 est une bactérie endophyte produisant de l'IAA et possédant un grand nombre de gènes associés à des caractères favorisant la croissance des plantes. En utilisant la plante modèle Arabidopsis, nous avons démontré que cette souche présente des effets bénéfiques sur la croissance et le développement des plantules via la production de composés volatils. Ces effets semblent impliquer des mécanismes de signalisation indépendants de l'auxine.