Compréhension des mécanismes précoces dans l'établissement de la relation porte greffe-greffon chez Arabidopsis

Le greffage est une pratique qui consiste a couper et joindre les appareils racinaires et aeriens de deux plantes pour former un organisme chimerique unique, combinant au sein d'un meme individu, les caracteristiques biologiques les plus avantageuses de ces deux plantes, telles que la resistance aux agents pathogenes du sol et la production fruitiere. Pour survivre, les plantes greffees, ou toutes les communications cellulaires entre les parties aeriennes et racinaires ont ete interrompues par la coupe, doivent interagir ensemble pour etablir de nouvelles voies d'echange. De nos jours, des efforts considerables ont ete deployes pour comprendre les mecanismes de developpement sous-jacents a la formation d'une union au niveau de la greffe en termes de signalisation hormonale, d'expression genique et d'histologie ; mais les donnees ultrastructurales sont encore insuffisantes. En raison de la difficulte de cibler de maniere fiable l'interface de greffe en microscopie electronique, tres peu de donnees ultrastructurales de l'interface de greffe sont disponibles. Cependant, ces donnees sont essentielles pour comprendre l'etablissement de communications greffons / porte-greffes. Dans ce contexte, l'objectif de ma these etait de caracteriser les developpements ultrastructuraux survenant au cours de la formation de cette union afin de caracteriser les mecanismes cellulaires impliques. Tout d'abord, une approche par microscopie correlative (CLEM) a ete developpee sur des hypocotyles greffes d'Arabidopsis thaliana et des greffes in vitro de vigne. Bien que la qualite obtenue sur le modele de la vigne doive encore etre amelioree, la preservation de la fluorescence et de l'ultrastructure obtenue pour A. thaliana a permis de reveler au moins quatre voies de communication entre le greffon et le porte-greffe: exosomes, plasmodesmes, phloeme et xyleme. La caracterisation ultrastructurale des plasmodesmes formes de novo a l'interface de greffe, par tomographie electronique, a montre que plus de 30% des tentatives pour former une connexion symplastique echouaient et aboutissaient a la formation d'hemi-plasmodesmes ne traversant pas la paroi cellulaire, aussi bien du cote du greffon que du porte-greffe. De plus, les observations d'evenements de biogenese de plasmodesmes secondaires semblent indiquer que ces plasmodesmes seraient formes dans des cellules presentant un amincissement synchrone de la paroi cellulaire. Enfin, pour la premiere fois, des echanges cytoplasmiques ont ete observes a l'interface de greffe. Ainsi, le processus de greffage combine a notre approche de CLEM pourrait etre un moyen d'induire et d'etudier des evenements de transplastomiques. Ces fusions cytoplasmiques pourraient jouer un role dans la cicatrisation des blessures ou la reconnexion vasculaire. Finalement, des lignees transgeniques d'Arabidopsis ont ete mises au point pour suivre, a l'avenir, la permeabilite des plasmodesmes a l'interface de greffe. L'integration d'etudes ultrastructurales et d'etudes dynamiques lors du greffage de differents mutants permettra d'elucider la fonctionnalite de la connexion de cellule a cellule pendant la formation de la greffe.