Analysis of molecular mechanisms involved in adventitious root formation in poplar : The role of the PtAIL1 transcription factor

Ma thèse s'inscrit dans le cadre du projet européen ENERGYPOPLAR, dont l'objectif est d'améliorer la production de biomasse d'hybrides de Peuplier dans un système de sylviculture intensive. La propagation clonale, utilisant des boutures, est un outil approprié dans la production rapide. Une étape clé de cette propagation clonale est la formation de racines adventives. Ainsi, j'ai analysé la capacité à enraciner de plusieurs génotypes de peuplier sélectionnés. Cette étude suggère que certains génotypes présentent des facilités à enraciner par rapport à d'autres. Le principal objectif de la thèse a été d'identifier des gènes clefs de la rhizogenèse adventive du peuplier, plus précisément le rôle des facteurs de transcription (FT). J'ai débuté cette étude, par une analyse transcriptomique globale à différents stades de la formation de la racine adventive de P. trichocarpa. Durant le développement de la racine adventive, des transcrits des familles PIN, GH3, AUX/IAA, AUX/LAX et ARF sont régulés suggérant l'implication des voies de signalisation de l'auxine. De plus, cette analyse a révélé la régulation de l'expression de la famille de facteurs de transcription AP2/ERF, particulièrement le membre AIL1. Des études phénotypiques des lignées transgéniques de Peuplier (35S::AIL1 et RNAi), indiquent une variation dans la formation et dans le nombre de racines adventives. Dans le but de décrypter le réseau de gènes associé à l'expression de PtAIL1, j'ai réalisé une analyse transcriptomique des plantes transgéniques et du sauvage. Cette analyse a permis de suggérer des cibles potentielles de PtAIL1. Mes résultats montrent le rôle de PtAIL1 dans la formation des racines adventivesMy thesis was part of the european project ENERGYPOPLAR aiming to improve biomass yield of poplar hybrids in a intensive forestry system. Clonal propagation, by use of cuttings, is a very powerful tool in the fast production of poplars. A key step of this process is the adventitious root formation. Therefore, I investigated the rooting behavior of several selected poplar genotypes. Differences in rooting capacity could be shown suggesting the existence of easy-to-root and difficult-to-root genotypes. The main goal of my thesis was to identify key genes involved in the adventitious rooting process in poplar, with particular interest in the role of transcription factors (TFs). An initial genome-wide transcript profiling of the different stages of adventitious root formation in P. trichocarpa was carried-out. Auxin signaling seems to be involved in poplar adventitious root development, since the transcript level of several gene families like PIN, GH3, AUX/IAA, AUX/LAX and ARF were regulated. Further, the AP2/ERF transcription factors family and in particular AIL1 were identified as important factors involved in adventitious rooting. The phenotypic characterization of poplar transgenics lines (35s::AIL1 and RNAi lines) showed differences in the chronology of adventitious root formation and in the number of roots formed. In order to investigate the pathway(s) associated with PtAIL1 expression, transcriptomic analyses of transgenic lines and wild type were performed. Agamous-like and myb transcription factors were identified as possible candidate genes.PtAIL1 is one of the key regulators involved in adventitious root formation in popla