Contrôle moléculaire de la croissance sous déficit hydrique : Analyse cinématique et régulation de l’expression des aquaporines TIP1 dans l’apex de la racine du peuplier

Cette étude porte sur le contrôle moléculaire de l’expansion cellulaire dans l’apex de la racine du peuplier. L’étude a été focalisée sur la régulation de l’expression des aquaporines TIP1s sous deux niveaux de déficit hydrique. Un cadre conceptuel, combinant analyse de la densité de transcrits (PCR quantitative) à haute résolution spatiale et un formalisme de la mécanique des fluides, a été établi pour décrire la régulation de l’expression des gènes dans le temps et l’espace, le long d’apex. Deux états de croissance contrastés ont été étudiés : un où la croissance de l'apex de la racine est rétablie (après 3 jours de stress modéré, 80 mosmol kg-1, 100 g L-1 de polyéthylène glycol PEG à 3500 g mol-1) et un où elle est réduite (après 3 jours de stress fort, 250 mosmol kg-1, 200 g L-1 de PEG). L'analyse cinématique a révélé une sensibilité différentielle de la vitesse d’allongement relatif (REGR) selon le niveau de stress et la position le long de l’apex. Au niveau moléculaire, nous montrons que lorsque la croissance est réduite, l’expression de la plupart des TIP1s est induite précocement dans le temps et l’espace, générant un décalage des pics de densité de transcrits dans les premiers millimètres de l’apex, zone où la croissance des cellules est maintenue. Ce décalage était accompagné, pour certaines TIP1s, d’une augmentation de la densité de transcrits. Cependant les niveaux d’induction/répression n’étaient jamais plus élevés que dans la condition témoin, soulignant qu’une forte densité de transcrits n’est pas forcément synonyme d’une forte induction de l’expression. En effet le temps d’induction, rarement pris en compte, a un impact fort sur l’accumulation des transcrits. Parmi les patrons de densité de transcrits, nous avons détecté que seul celui de PtTIP1;4 coïncidait avec le profil de REGR quel que soit le traitement. De plus, la régulation de son expression apparait suivre un patron temporel similaire dans tous les traitements, bien que la taille de la zone de croissance varie. Ces deux arguments (profil de densité et régulation d’expression) soutiennent l’hypothèse d’un lien entre cette aquaporine et l’expansion cellulaire. Focalisé sur la combinaison de deux processus dynamiques, l’expansion cellulaire et l’expression des gènes, ma thèse a mis en évidence que les conclusions tirées de l’analyse de ces processus sont influencées par la façon dont le temps, l’espace et l’âge sont considérés