Rôle de la photorespiration dans les mouvements stomatiques chez Arabidopsis thaliana

Les stomates sont essentiels à la survie des plantes, car ils régulent l’équilibre entre l’absorption de CO₂ pour la photosynthèse et la perte d’eau par transpiration. Traditionnellement, la régulation stomatique a été attribuée aux réseaux de signalisation impliquant les hormones, la lumière et le CO₂, mais la photorespiration est désormais reconnue comme un facteur supplémentaire influençant ce processus. Longtemps considérée comme une voie métabolique coûteuse, la photorespiration est aujourd’hui reconnue comme étant un carrefour métabolique majeur jouant un rôle dans la photosynthèse, le métabolisme des acides aminés, l’homéostasie rédox, la respiration et l’équilibre énergétique. Relier la photorespiration à la régulation stomatique est particulièrement pertinent dans des conditions environnementales fluctuantes, où un contrôle précis des échanges gazeux garantit à la fois le gain de carbone et l’efficacité d’utilisation de l’eau. Dans mon travail, j’ai démontré que l’inhibition d’enzymes clés de la photorespiration, telles que la glycolate oxydase ou la complexe glycine décarboxylase réduit l’ouverture stomatique induite par la lumière. Cet effet a été inversé par l’apport de différents métabolites, montrant que la photorespiration dans les cellules de garde participe aux flux métaboliques essentiels au maintien de la turgescence et au fonctionnement stomatique. J’ai également montré que la photorespiration dans les cellules du mésophylle est indispensable aux échanges gazeux de la plante. La restauration de la photorespiration dans les cellules du mésophylle chez le mutant photorespiratoire pglp1-1 a suffi à rétablir une régulation stomatique, une assimilation du carbone normales et la croissance dans l’air, tandis qu’une restauration spécifique aux cellules de garde chez le même mutant n’a pas permis de compenser les défauts du pglp1-1. Ces résultats suggèrent un rôle de modulateur de la photorespiration localisée dans le mésophylle sur la coordination entre cellules de garde et cellules du mésophylle dans la régulation des mouvements des stomates. En conclusion, ma thèse montre que la photorespiration est un régulateur clé du comportement stomatique, à la fois au niveau des cellules de garde et du mésophylle. Ces résultats redéfinissent le rôle de la photorespiration dans la physiologie de la plante et pourront être à l’origine de stratégies prometteuses visant à améliorer la productivité, la résilience et l’efficacité d’utilisation de l’eau des plantes dans un contexte de modification du climat.