Physiologie végétale

Bases de la physiologie végétale (HLBI303)

14/09

Recherche fondamentale

- ARN régulateurs découverts chez les végétaux

Recherche appliquée

amélioration génétique ou génomique (augmenter le rendement)

Enjeux

respect de l’environnement

Plus grande sécurité alimentaire (mycotoxines)

Adaptation aux changements climatiques

Introduction

Les végétaux dans notre écosystème

autotrophes (photoautotrophes)

Cycle de la matière et chaine alimentaire

Absorption et assimilation: passage de l’extérieur vers la cellule et transformation du minéral (matière inorganique) en matière organique —> métabolisme. Ces deux étapes sont ==> la FIXATION.

D13: par coeur. Matière minérale: feuilles (air), racines (sol) et solution du sol sous forme d’ions solubles.

synthèse de glucides et d’AA à partir des minéraux

Tirant son énergie de la lumière = photo autotrophe

Rejet par transpiration du CO2.

Atmosphère contient N2. Symbiose de certaines bactéries ou bactéries libres —> ammoniaque

Sources azote: nitrite NO2 —> nitrate NO3

Engrais= fixation industrielle

Spécificités cellulaires

schéma: cellule différenciée qui ne se divise plus

Cellules du mésophyle= cellules qui font la photosynthèse

Présence d’une paroi en milieu extra cellulaire, compartiment intercellulaire. Elle nest PAS dans la cellule

La paroi

constituée de cellulose (cylindrique) qui est un polysaccharide pas extensible

Constituée d’hemicellulose, retient le cellulose de s’écarter

Constituée de pectine, ciment/gel

Paroi très épaisse

ne bloque pas la circulation des molécules et assure la rigidité et l’adhérence cellulaire

Traversée de la membrane plasmique jour un rôle dans le passage des molécules

2 cellules voisines peuvent se relier = plasmodesme voir D33-34

La vacuole

90% volume cellulaire

Turgescence (reserve eau) + stockage nutriments et détoxication et dégradation des toxines

Acide: pH 3-4

Les plastes

proplastes ( à ne pas confondre avec les protoplastes) sont des cellules souche qui se différencient selon le tissu

Chloroplaste: tissu de la photosynthèse

Amyloplaste: tissu réserve d’amidon

Chromolpaste: tissu qui contient les pigments (peau fruits)

Chloroplaste: cyanobactérie endosymbiotique phagocytée

symplasme: intérieur

Apolplasme: extérieur (D32)

Plasmodesme= connections intercellulaires traversant les parois et reliant les 2 cytoplasmes. N’existe pas partout

Xylème: tuyau formé par paroi de cellules mortes. D38 xylème et phloème. Sève xylémique dans l’apoplasme

Phloème: conduit formé de cellules anucléées mais vivantes, liquide va d’une cellule à l’autre. Tube criblé où circule la sève, plus petit que les autres cellules.

Fonction d’absorption du xylème jusqu’au phloème.

15/09

Amélioration des plantes et transgénèse

Augmenter diversité génétique, augmenter rendement, gérer biodiversité

Historique d’amélioration des plantes

sélection massale: plantes comestibles dans un champ sauvage, rendement, domination d’une plante sur certaines caractéristiques

Différents types de variété

sous-espèce: qui a des caractéristiques semblables a une grande espèce

clone: pas de multiplication sexuée, même génome (ex: 2 patates du meme plan, tubercule, bulbe, rejet, marcottage), greffe, bouturage

La lignée pure: pratiquement homozygote à tous les loci et stable au cours de l’autofécondation (plantes autogamies) D6

Les variétés population: individus qui semblent identiques dans un endroit donné. Stable dans un écosystème.

Hybrides F1: croisement de 2 lignées pures. On obtient population homogène. Mais semence n’est plus identique.

OGM: transgénèse, pas de croisement

Stratégies de transgénèse

introduction d’un gène nouveau

expression ectopie d’une nouvelle protéine: on introduit une construction génétique (entame le gène)

Surexpression d’une protéine déjà présente

Stratégie des antisens

inactiver un gène endogène pour supprimer un caractère. Regulation post-transcriptionnelle

Pas forcément de complémentarité

Etapes de transgénèse

Schéma général D13 identification du gène d'interêt puis isolement

Sélection gène transféré

D15 construction génétique. Il faut un promotteur= zone de régulation avant le gène

Utilisation d’une catégorie

Ou agrobactérie. En plus dessin chromosome procaryote circulaire, elle contient de l’ADN: c’est un plasmide.

Il obtient des régions pour intégrer une zone d’ADN. Intègre une partie d’ADN transfert dans le chromosome. Pas tout le plasmide mais juste cette partie.

ADN-t produit ici le dvp d’une maladie: la galle

Coupe ADN-t e va s’intégrer au noyau. Promotteur eucaryote donc transcrit dans le noyau de la cellule végétale.

17/09

Plasmide désarme= on l’enlève

virulence= puissance du virus

Zone de virulence est le région où les gènes de virulence se trouvent.

Les deux bordures sont les extrémités ADN naturel. La transformation est aléatoire.

Cellules filles et mère ont le meme génome. L’effet peut dépendre de l’endroit: correspond au rôle de la protéine et de la position

D24 Les protéines contiennent:

RNA guide —> morceau d’ARN sui permet de reconnaitre une région du chromosome ou de l’ADN, peut s’hybrider. S’associe à Caspase 9.

Cas 9 —> capsage: protéine qui se lie avec l’ARN guide et qui coupe l’ARN. Vient modifier l’ADN en ciblant à un endroit particulier. Coupe les 2 brins.

Mutant KO: mutant gène non fonctionnel —> ne fabrique plus du tout de protéines

Mécanismes de répartition. Évènement d’insertion ou de délétion.


Applications de la transgénèse

Post-génomique: a quoi servent les gènes, quelle fonction, travail sur le génome

Génétique classique: on identifie d’abord une fonction (ex: yeux bleus, grand, petit)

Les banques de mutants: On introduit un gène dans le génome

PCR: amplification d’ADN par transcription

21/09

La production de certaines molécules thérapeutiques pourraient être produites par les plantes transgéniques —> peu couteux, peu NRJ, peu d’espace

Vaccins mais il y a des problèmes de glycosylations

—> Introduire une qualité agronomique

Pour: D42 obtenir des produits thérapeutiques

Contre: D43 pollen modifié avec un transgène,