Dynamique de l'acclimatation des diatomées marines aux rayonnements ultraviolets : approches physiologiques, biochimiques et moléculaires
Year: 2007
Type: dissertation
Abstract: Parmi les organismes photosynthétiques aquatiques, les diatomées marines sont responsables du quart de la fixation annuelle du carbone inorganique dans les océans. Les rayonnements ultraviolets (UV) induisent une réduction de productivité de ces micro algues entraînant des effets négatifs aussi bien au niveau économique (conchyliculture) qu'au niveau écologique (cycles biogéochimiques). Ce travail de thèse porte sur l'étude expérimentale de l'acclimatation à court terme aux rayonnements UV de cinq diatomées marines: Amphora coffeaeformis, Entomoneis paludosa, Haslea ostrearia, Odontella aurita et Skeletonema costatum. L'originalité de ce travail réside dans le fait que la dynamique de la phase d'acclimatation a été étudiée chez ces cinq espèces exposées à un stress UV (UV-A et UV-B) de 5 h appliqué au milieu de la photopériode et durant 8 jours consécutifs. Des mesures de fluorescence de la chlorophylle a (fluorimétrie modulée), au cours du traitement UV, ont permis de suivre en continu l'évolution des paramètres photosynthétiques (rendement quantique maximal et effectif, taux relatif maximum de transport des électrons) et de quantifier à la fois les dommages subis au niveau de l'appareil photosynthétique et d'éventuelles réparations. La récupération (en dehors des périodes de stress) au niveau des paramètres mesurés semble être un facteur clef de l'acclimatation. L'utilisation de la lincomycine a permis de montrer que la protéine Dl du photosystème II est une une cible importante des UV et que son taux de renouvellement augmente au fur et à mesure des expositions. L'ensemble des résultats indique que Skeletonema costatum est incapable de s'acclimater aux UV. La quantification des constantes de dommages et de réparation met en évidence les capacités d'acclimatation aux UV des autres diatomées étudiées. Ainsi, Amphora coffeaeformis, Entomoneis paludosa et Haslea ostrearia voient leurs photosystèmes s'acclimater au stress UV grâce aux phénomènes de récupération et de réparation tandis que chez Odontella aurita, la réparation est importante mais l'absence de récupération et de mécanismes de défense et/ou de protection ne permet pas à cette espèce de compenser l'ensemble des dommages subis. Par ailleurs, les diatomées mettent en place des mécanismes de défense et de protection vis à vis des formes réactives de l'oxygène dont la production est augmentée sous traitement UV. Parmi ces mécanismes, l'activité d'enzymes antioxydantes a été suivie durant la phase d'acclimatation. Nos résultats indiquent qu'une réduction globale de ces activités est liée à la sensibilité des diatomées aux UV. La phosphoénolpyruvate carboxylase (PEPCase) intervient, comme la ribulose bisphosphate carboxylase, dans la fixation du carbone inorganique chez les diatomées. De plus, l'anhydrase carbonique (AC) joue un rôle important dans l'approvisionnement en carbone inorganique chez les diatomées. Afin de déterminer à quel niveau les UV agissent sur ces enzymes (sur l'activité enzymatique ou au niveau de la transcription des gènes), les gènes codant l'a-AC, la B-AC et la PEPCase ont été recherchés chez A. coffeaeformis. Il a été mis en évidence une séquence partielle de la PEPCase (357 aa) présentant une forte identité avec les PEPCases de plantes supérieures mais formant, avec les séquences connues de deux autres diatomées, un groupe bien distinct. Les premiers essais de quantification des transcrits au cours de 8 jours d'exposition indiquent que les UV induiraient une inhibition de la transcription de la PEPCase chez A. coffeaeformis. Ces diverses approches ont permis de mettre en évidence des différences de comportements des diatomées vis à vis des rayonnements UV avec un effet majeur au niveau physiologique (photosystème II) et moléculaire (PEPCase).
Author: Manuela Fouqueray
Language: French
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W405367352