Développement et Interactions des Plantes avec leur Environnement

Description

Cette UE comporte deux parties interconnectées ; l’une aborde les ‘fondamentaux en biologie végétale’, permettant de renforcer et approfondir un socle de connaissances, en entrée de la formation master. L’autre s’attache à développer des thématiques liées à des enjeux sociétaux, des questions d’actualité et des dernières innovations, dans le domaine des sciences du végétal.

Les aspects génotypiques et phénotypiques du développement, les processus bioénergétiques des plantes, les métabolismes primaire et spécialisé, la photosynthèse, les hormones végétales et leurs voies de signalisation et l’étude de la réponse des plantes à des changements environnementaux, seront abordés en CM. Certains de ces différents aspects, sont étudiés de manière plus approfondie, en TP et TD en biologie moléculaire et cellulaire, culture in vitro, phytochimie, génomique et en bio-informatique.

Compétences requises

Avoir des connaissances de base en biologie et physiologie végétale

Compétences visées

 Compétences cognitives
- Connaître les différentes étapes régulant le développement des plantes et tout particulièrement le rôle des phytohormones 
- Connaître l’organisation du génome et les spécificités de la cellule végétale
- Connaître le métabolisme primaire et spécialisé des plantes
- Être capable de mobiliser ces connaissances au regard des enjeux économiques, sociétaux et écologiques
- Être capable de mobiliser ces connaissances dans l’analyse d’un article scientifique, en lien avec les thématiques abordées en CM.
Compétences méthodologiques
- Comprendre et analyser un article scientifique
- Être capable de reproduire un protocole expérimental et d’adapter un protocole expérimental, si l’expérience le requiert.
- Être capable de travailler en conditions aseptiques
- Maitriser l’analyse de données en bioinformatique.
- Savoir rédiger une synthèse des résultats obtenus en travaux pratiques 
- Évaluer les perspectives qui découlent d'exemples concrets de méthodes d'étude et résultats associés

Discipline(s)

• Biochimie, biologie cellulaire et moléculaire, physiologie et nutrition
• Biologie des populations et écologie

Informations complémentaires

Les Fondamentaux 
- Rappels de biochimie, génétique, anatomie/histologie), cycle de reproduction 
- Les phytohormones 
- Le rythme circadien 
- Les spécificités de la cellule végétale 
- Organisation du génome 
- Culture végétale in vitro
Les Thématiques liées à des enjeux sociétaux, des questions d’actualité et des innovations 
1- La feuille : un panneau solaire recyclable  
2- La racine 
3- Fleurs et graines 
4- Génome, pan-génome et adaptation 
5-Adaptation au changement climatique/sécheresse 
6- Réponses aux perturbations anthropiques/Phytoremédiation 

 Objectifs et contenu des TD
- Culture végétale in vitro : observation et analyse / perspectives des résultats expérimentaux obtenus en TP.
- Métabolisme : Introduction au TP ; Extraction et analyse de diverses molécules végétales ; principes et pratique. A partir de publications, comment choisir un protocole pour extraire et quantifier une famille de métabolites spécialisés d’intérêt.

Objectifs et contenu des TP 
1- Sortie botanique : Visite de trois sites alsaciens, étude de la diversité botanique, de plantes adaptées à leurs milieux, forêt alluviale, Ried alsacien, et colline sous-vosgienne calcaire.
2- Culture végétale in vitro : optimisation d’un protocole de micropropagation (callogénèse, caulogénèse et rhizogenèse) à partir d’un article scientifique sur une plante modèle (Nicotiana tabacum).
3- Organisation et analyse du génome :
- Manipulation des bases de données de séquences nucléiques et protéiques
- Analyse de séquences (blast, alignements multiples, recherche de motifs), 
- Analyse de données de séquençage à haut débit
4- Métabolisme : Extraction et analyse des petites molécules végétales : de la plante à la molécule. A partir de tissus végétaux, réaliser l’extraction d’une famille de composés d’intérêt et les doser par méthodes spectrophotométriques. Exprimer ses résultats de façon à pouvoir les comparer à ceux de la littérature.
5- Développement : Observation d’embryons d’Arabidopsis, senseurs d’auxine (GUS et GFP), test de ségrégation (insertion T-DNA).

Contact

Autres contacts

équipe pédagogique:
Laurence Gondet 
François Bernier
Emmanuel Gaquerel
Marie-Claire Criqui
Etienne Herzog
Nicolas Navrot
Isabelle Combroux 
Audrey Muratet
Laurent Hardion
Jean-Michel Davière