Variabilité naturelle de la capacité d’endoréplication chez <em>Arabidopsis thaliana</em> (<em>Brassicaceae</em>) et réponse à l’herbivore <em>Helix aspersa</em> (<em>Gasteropod</em>a)

Master

English. Plants are able to survive in environments where herbivores are common, due to their ability to tolerate or to avoid attacks. The endoreduplication process, i.e. DNA replication without cell division, is supposed to be related to the strategies of tolerance because it should allow a faster regrowth rate after herbivore attack. The first aim of this work was to study the natural variability of endoreduplication 311 regional and worldwide ecotypes of Arabidopsis thaliana. Then we investigated the position of endoreduplication within a set of leaf traits related and growth or defense strategies. Our last aim was to study the variation of endoreduplication in response to herbivores in 11 ecotypes. 2488 plants were grown in a greenhouse and a grazing treatment was applied to half of them using Helix aspersa (Gasteropoda) individually placed on the rosettes for 14 hours when plants reached bolting stage. One leaf per rosette in the control treatment (no grazing: n=81) and one leaf of the flowering before and after the grazing treatment were collected. We report an important and highly significant variation of endoreduplication between ecotypes, which was not explained by the environmental conditions at natural collection sites of each ecotype. However, endoreduplication was positively correlated with growth-related traits such as photosynthesis, specific leaf area and early flowering, and negatively correlated with defense-related traits such as trichome density and leaf tissue toughness. Furthermore, endoreduplication showed variation among the accession response to grazing, but no clear trend was found. The increased endoreduplication hypothesis in response to herbivory could not be confirmed for all ecotypes, but our study highlights the significant role of endoreduplication in growth and defense strategies.

French. Les plantes sont capables de survivre dans un environnement où des herbivores sont présents grâce à leur capacité à tolérer ou à éviter leurs attaques. Parmi les mécanismes de tolérance, le processus d’endoréplication, permettrait à la plante de reprendre sa croissance rapidement en réponse à une attaque. Le premier objectif de cette étude était d’étudier la variabilité naturelle de la capacité d’endoréplication chez 311 accessions régionales et mondiales d’Arabidopsis thaliana. La position de l’endoréplication parmi d’autres traits foliaires indicateurs des stratégies de croissance ou de défense a ensuite été évaluée. Enfin, le dernier objectif était d’étudier la réponse de l’endoréplication à l’herbivorie chez un sous-échantillon de 11 accessions. L’expérimentation a été effectuée en serre et l’herbivorie a été réalisée au stade montaison avec un gastéropode Helix aspersa placé sur la rosette de la plante pendant 14 h. Des prélèvements de feuilles de rosette en condition contrôle et de feuilles de hampe florale avant et après herbivorie ont été effectués. Les résultats ont montré une importante variabilité de l’endoréplication parmi les accessions étudiées, sans lien apparent avec les conditions environnementales d’origine des accessions. Par ailleurs, l’endoréplication était reliée positivement aux traits de croissance comme la photosynthèse, la surface spécifique foliaire et la précocité de floraison, et négativement aux traits de défense comme la densité de trichomes et la résistance à la fracture mécanique. De plus, nos résultats ont montré des réponses contrastées de l’endoréplication suite à l’herbivorie en fonction des accessions considérées, sans tendance nette. Cette étude a permis de mettre en évidence la place significative de l’endoréplication dans les stratégies de croissance et de défense de la plante. Cependant, l’hypothèse de l’augmentation de l’endoréplication après herbivorie n’a pas pu être validée pour toutes les accessions