Модуляція гідропровідності листя світлом у волоському горісі (Juglans regia)

Модуляція гідравлічної провідності листя світлом у волоському горісі (Juglans regia): екофізіологічний та молекулярний підходи Khaoula Ben Baaziz Навести цю версію: Khaoula Ben Baaziz. Модуляція гідропровідності листків світлом у волоському горісі (Juglans regia): екофізіологічний та молекулярний підходи. Сільськогосподарські науки. Університет Блеза Паскаля - Клермон-Ферран II, 2011. Французька. . Ідентифікатор HAL: tel-00735808 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00735808 Надіслано 26 вересня 2012 р. HAL - це мультидисциплінарний архів з відкритим доступом для депонування та розповсюдження науково-дослідних документів, незалежно від того, опубліковані вони чи ні. Документи можуть надходити від навчальних та дослідницьких установ у Франції чи за кордоном, або від державних або приватних дослідницьких центрів. Мультидисциплінарний відкритий архів HAL призначений для зберігання та розповсюдження наукових документів наукового рівня, опублікованих чи ні, від французьких або зарубіжних навчальних та дослідницьких установ, державних чи приватних лабораторій.

Н Д.У. 2212 НАУКИ ДО ЛІКАРСЬКОЇ ШКОЛИ, ЗДОРОВ'Я, АГРОНОМІЯ, НАВКОЛИШНЯ Наказ № 571 Спільна дисертаційна робота, представлена в Університеті Тунісу Ель-Манар для здобуття наукового ступеня ДОКТОРА УНІВЕРСИТЕТУ Спеціальність: Фізіологія та молекулярна генетика Захищена 27 грудня 2011 р. Хаула БЕН БААЗ БЕНЗ БЕН MAAD Модуляція позакореневої гідравлічної провідності світлом у волоському горісі (Juglans regia): Екофізіологічний та молекулярний підходи Президент: M r Omrane BELHADJ, професор, Факультет наук Тунісу Доповідачі: M r Mohamed Fouad BOUZIDI, професор, Університет Блез Паскаль, Клермон Ферран M r Aly RAIES, професор, Факультет наук Тунісу Ревізори: M r Soulaiman SAKR, професор, Університет Анже M r Jean Stéphane VENISSE, старший викладач, Університет Блеза Паскаля, Клермон Ферран M me Саміра SMITI, професор, Факультет наук Тунісу Гість: М р Садок БУЗІД, професор, Факультет наук Тунісу UMR 547 PIAF Integrated Physiology of l Фруктово-лісове дерево

Н Д.У. 2212 НАУКИ ДО ЛІКАРСЬКОЇ ШКОЛИ, ЗДОРОВ'Я, АГРОНОМІЯ, НАВКОЛИШНЯ Наказ № 571 Спільна дисертаційна робота, представлена в Університеті Тунісу Ель Манар для здобуття наукового ступеня ДОКТОРА УНІВЕРСИТЕТУ Спеціальність: Фізіологія та молекулярна генетика Захищена 27 грудня 2011 р. Пані Хаула БЕН БААЗІЗ БЕН MAAD Модуляція гідропровідності листя світлом у горіховому горісі (Juglans regia): Екофізіологічний та молекулярний підходи Президент: M r Omrane BELHADJ, професор, Факультет наук Тунісу Доповідачі: M r Mohamed Fouad BOUZIDI, професор, університет Блез Паскаль, Клермон Ферран M r Aly RAIES, професор, Факультет наук Тунісу Ревізори: M r Soulaiman SAKR, професор, Університет Анже M r Jean Stéphane VENISSE, старший викладач, Університет Блеза Паскаля, Клермон Ферран M me Саміра SMITI, професор, Факультет наук Тунісу Гість: М р Садок БУЗІД, професор, Факультет наук Тунісу UMR 547 PIAF Integrated Physiology of l Фруктово-лісове дерево

Список абревіатур Одиниці виміру: C: градус Цельсія см, нм: сантиметр, нанометр g, мг, мкг: грам, міліграм, мікрограм kda: кіло Дальтон М, мм: моляри, мілімолярні секунди, хв, год: секунда, хвилина, година, мл, мкл: Мілілітр, Мікролітр Па: Паскаль pb, kb: Пара основ, Кілобазова кількість об/хв: Обертання в хвилину U: Одиниця (и) V: Вольт W: Інгібітори ват: CHX: Циклогексимід DMSO: Диметилсульфоксид HgCl 2: Хлорид ртуті LaCl 3: лантан W7: N- 6-аміногексил-5-хлоро-1-нафталенсульфонамід: Ампліфікований фрагмент поліморфізму довжини фрагмента РНК: мРНК рибонуклеїнової кислоти: месенджер РНК txRNA: загальна РНК ATP: Аденозинтрифосфат BET: Бромід етидію BLAST: Основні інструменти пошуку місцевого вирівнювання) Ca 2+: Кальцій CT: Пороговий цикл (пороговий цикл) CTAB: гексадецилтриметиламмоній бромід ДНКаза: дезоксирибонуклеазна кислота dntp: дезоксинуклеотид 5-трифосфат DTT: дітіотреітол EDTA: етилендіамін тетраоцтова кислота

Список таблиць Таблиця I: Список праймерів, що використовуються для дослідження кдн AFLP. 52 Таблиця II: Кількість можливих комбінацій праймерів для кожної пари ферментів. 52 Таблиця III: Список праймерів, що використовуються для ПЛР у режимі реального часу. Закладка не визначена. Таблиця IV: Функціональна класифікація ранніх TDF, модульованих світлом у листі волоського горіха. Пошук гомологій послідовностей проводиться за допомогою функцій Blast X та Blast N. 95 Таблиця V: Інформація, що стосується 30 TDF, обраних для дослідження ПЛР у реальному часі. 100

Зміст Передмова. 1 БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СИНТЕЗ. 5 -I- ЗАГАЛЬНИЙ ВСТУП. 6 1-Значення води для рослин. 6 2- Гідравлічна робота установок. 6 3- Фізичні основи водного транспорту у рослин. 7 4- Концепція континууму ґрунт-рослина-атмосфера. 8 5- Маршрути циркуляції води. 9 6- Опис моделі рослини: волоський горіх (Juglans regia). 11 -II - ГІДРАВЛІЧНА АРХІТЕКТУРА РОСЛИНИ. 13 1- Коренева гідропровідність. 13 2- Ксилема гідравлічна провідність. 15 3- Листова гідропровідність (K F): основний компонент гідравлічної системи установки. 16 3.1 - Методи вимірювання K F. 17 3.2 - Динаміка K F. 17 3.3 - Молекулярні основи регуляції K F у світлі. 20 -III- АКВАПОРИНИ. 22 1-Історія та філогенез. 22 2- Молекулярна структура і транспортний механізм. 23 3- Регуляторні механізми. 3.1-Фосфорилювання. 25 3.2 - Гетеромеризація. 26 3.3-Глікозилювання. 26 3.4- Метилювання. 27 3,5- та двовалентні катіони. 27 4- Фізіологічні функції. 28

-IV- СВІТЛОВИЙ СИГНАЛ. 29 1-Сприйняття світлового сигналу. 29 1.1- Фітохроми. 30 1,2-криптохроми. 30 1,3-Фототропіни. 32 2-Передача світлового сигналу. 34 2.1 - Роль кальцію в передачі світлового сигналу. 34 -V- КОНТЕКСТ І ПРОБЛЕМА. 41 МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ. 42 -І- РОСЛИННИЙ МАТЕРІАЛ. 44 -II- ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ПРОЦЕДУРИ Д ЕКОФІЗІОЛОГІЯ. 44 1- K F метод вимірювання: HPFM. 44 2- Умови вимірювання. 44 3- Вимірювання K F у відповідь на блокатори кальцієвих каналів. 46 4- Вимірювання K F у відповідь на антисиній фільтр. 46 -III- Експериментальні процедури з молекулярної біології. 47 1- Екстракція txРНК. 47 2- Глобальний підхід cdna AFLP (поліморфізм довжини фрагмента обмеження). 49 2.1 - Синтез дволанцюжкових кДНК. 49 2.2 - Очищення дволанцюжкових кДНК. 49 2.3 - Обмеження cadndb та перев’язка адаптерів. 51 2.4 - ПЛР-посилення. 51 2.5- Аналіз фрагментів ампліфікації. 54 3- Клонування. 57 4- RT-PCR в режимі реального часу. 59 -IV- Біоінформаційні методи. 64 РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ. 65 Частина 1: Дослідження модуляції гідравлічної провідності (K F) світлом у волоському горісі (Juglans regia). 66 1-Вступ. 68

2-3 Вплив LaCl 3 та W7 на транскрипти JrPIP. 112 3-Дискусія. 116 ЗАГАЛЬНА ДИСКУСІЯ. 119 ВИСНОВКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ. 131 БІБЛІОГРАФІЧНА ЛІТЕРАТУРА. 138 ПУБЛІКАЦІЇ. 163 ДОДАТКИ. 164

Передмова Ця дипломна робота була проведена між лабораторією біології рослин, факультетом наук Тунісу, університетським містечком та UMR 547 PIAF (інтегрована фізіологія плодового дерева та лісу) Університетом Блеза Паскаля F-63177 Aubière, Клермон-Ферран. Її наглядали: проф. Садок БУЗІД (Факультет наук Тунісу) та проф. Сулейман САКР (UMR PIAF, Університет Блеза Паскаля, UMR SAGAH Agrocampus West, Центр Гніву, INHP. Співнагляд забезпечив д-р Жан. Стефан ВЕНІСС (UMR PIAF) Ця дипломна робота отримала фінансову підтримку від Міністерства вищої освіти та наукових досліджень Тунісу.

Передмова Ця робота була предметом трьох публікацій і представлена в кінці рукопису: 1. Хаула Бен Баазіз, Девід Лопес, Садок Бузід, Ерве Кошард, Жан-Стефан Веніс та Сулейман Сакр (2011). Поняття про програму ранньої експресії генів, що відбувається під час світлопровідної гідравлічної провідності листків (K-лист) у дереві волоського горіха (Juglans regia L.) (стаття прийнята в Biologia plantarum) Кошард, Жан-Стефан Веніс та Сулейман Сакр (201?). Внесок як аквапоринів PIP1, так і PIP2 у світлоопосередковану індукцію листя K у волоському горісі (стаття надіслана до Фізіології дерев) 3. Хаула Бен Баазіз, Жан-Стефан Веніс, Садок Бузід та Сулейман Сакр (2010). Молекулярна характеристика світлового ефекту на гідравлічну провідність листка. Soc.Sci огляд. Нат Тунісу 2009-2010. Т: 36, 34-43. 4

БІБЛІОГРАФІЧНЕ РЕЗЮМЕ 5

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ РЕЗЮМЕ Апоплазматичний шлях Симптоматичний шлях Трансклітинний шлях Клітина до клітини Рисунок 1: Шляхи циркуляції води в клітинах: апоплазматичний шлях, симплазматичний шлях і трансцелюлярний шлях. 10

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ РЕЗЮМЕ Рисунок 2: Самці сережок (знизу) та жіночі квіти (зверху) пагона волоського горіха (Juglans regia) 12

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ РЕЗЮМЕ Рисунок 3: Топологія аквапорину через мембрану. 6 трансмембранних доменів (I-VI) пов'язані 5 петлями (AE), петлі B і E містять збережені мотиви NPA (Kruse et al, 2006) Рисунок 4: Тривимірна структура мономера тютюнового аквапорину (NtAQP1), що показує 6 трансмембранних доменів (I-VI), два домени, що утворюють пору (стрілки), та мотиви NPA (зеленим кольором). Цифра отримана завдяки програмі MODELLER7v7 та програмі Swiss-Pdb Viewer. (Крузе та ін., 2006). 24

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СИНТЕЗ Рисунок 5: Будова криптохромів, фітохромів та фототропінів (Jiao et al, 2007). 31

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ РЕЗЮМЕ A Рисунок 6: (A) Механізми дії фітохромів та фототропінів (Fankhauser and Lorrain, 2006), (B) Механізм дії криптохромів (Chen M et al, 2004). 33