Thèse Régulation Redox des Thiols Contrôlant la Dormance et la Germination des Graines H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Perpignan Via Domitia École doctorale : Energie et Environnement Laboratoire de recherche : Laboratoire Génome et Développement des Plantes Direction de la thèse : Jean-Philippe REICHHELD ORCID 0000000168840602 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-08T23:59:59 Les graines constituent une innovation évolutive majeure, à la base des écosystèmes terrestres et de l'agriculture humaine. Leur remarquable résilience et leur capacité de dispersion expliquent en grande partie le succès évolutif des plantes à graines. La germination correspond à une transition irréversible, marquant le passage d'un état de résistance au stress à un état de croissance active, et déterminant le moment et le lieu d'établissement des plantules. Comprendre comment les graines contrôlent avec précision cette décision critique est fondamental pour la biologie végétale, l'évolution et l'agriculture durable, notamment dans le contexte du changement climatique.
La germination ne se produit naturellement que lorsque les conditions locales sont favorables à l'établissement de la plante. Audelà de l'arrêt de la germination induit par le stress, les graines peuvent également empêcher leur germination même lorsque l'imbibition a lieu dans un contexte a priori propice à la croissance. Ce trait adaptatif, appelé dormance, est un déterminant majeur de la valeur sélective des plantes : il permet une germination saisonnière appropriée et la persistance des banques de graines dans le sol. La dormance primaire est acquise sur la plante mère puis progressivement levée au cours du temps à l'état sec (postmaturation) ou en réponse à des signaux environnementaux spécifiques. Si la levée de dormance dans les graines imbibées implique des processus métaboliques actifs, la postmaturation soulève une question clé : comment une graine sèche, dépourvue de métabolisme actif, peutelle percevoir le temps et ajuster sa capacité à germer ?
De plus en plus d'éléments indiquent que des modifications macromoléculaires passives survenant durant le stockage à sec, en particulier des processus oxydatifs, jouent un rôle central dans la levée de dormance. L'influence de l'oxygène, des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de l'azote (RNS) dans ce processus est désormais bien établie. Si de nombreuses oxydations sont associées à la détérioration des graines, certaines modifications oxydatives réversibles, notamment celles affectant les groupements thiols des cystéines, agissent comme de véritables interrupteurs biologiques modulant l'activité, la localisation et la fonction des protéines. La régulation redox basée sur les thiols est assurée par des systèmes conservés tels que les thioredoxines, les glutaredoxines et les réductases dépendantes du NADPH, ainsi que par leurs substrats comme le glutathion. Cependant, l'impact du stockage à sec sur l'état redox des protéines a thiols des graines et la contribution de ces modifications au contrôle de la germination restent largement inconnus.
L'objectif de cette thèse est (i) de caractériser la relation entre l'état de dormance et la dynamique des modifications posttraductionnelles redox des protéines à l'état sec et durant l'imbibition, et (ii) d'identifier et de valider fonctionnellement des protéines clés régulées par le redox contrôlant la capacité de germination.
Le projet s'articule autour de trois axes complémentaires : l'analyse du rôle de la régulation redox basée sur les thiols dans la levée de dormance ; l'identification, par des approches de protéomique redox, de cibles protéiques associées à la postmaturation ; et la validation fonctionnelle de ces cibles par des approches génétiques et transgéniques, ainsi que l'étude de la conservation évolutive des cystéines régulées. Ce travail apportera des connaissances fondamentales sur le contrôle redox de la germination et ouvrira des perspectives applicatives en agriculture, conservation des graines et restauration des écosystèmes.
Le changement climatique menace profondément le fonctionnement des écosystèmes terrestres et la durabilité des systèmes agricoles. Le succès évolutif des plantes à graines repose sur le contrôle précis du moment de la germination, permettant l'adaptation de l'émergence des plantes en fonction des conditions environnementales. Toutefois, l'augmentation des températures et l'altération des régimes climatiques perturbent la germination, en particulier au niveau des banques de graines du sol et des espèces cultivées. Comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels les graines régulent leur capacité germinative constitue ainsi un enjeu majeur pour l'agriculture et la résilience des écosystèmes face au changement climatique.
Le projet de thèse s'inscrit dans la CPJ de Mr. Guillaume Née « Biologie et adaptation des plantes aux changement climatique ». Le Projet combine l'expertise en biologies des graines de G NEE et l'expertise dans les régulations rédox de JP REICHHELD. Le projet ne nécessite pas de conditions spécifiques de sécurité.