Découpler l'efficacité d'utilisation de l'azote et la réponse à la sécheresse en manipulant le transporteur vacuolaire de nitrate CLCa chez Arabidopsis. // Uncoupling Nitrogen Use Efficiency and response to drought by manipulating the CLCa vacuolar nitrat

Le nitrate (NO₃⁻) s'accumule à des concentrations élevées dans la vacuole afin de réguler son homéostasie et la pression osmotique cellulaire, tout en permettant un stockage transitoire de cet ion. L'idéotype de culture idéal serait capable de stocker le NO₃⁻ dans la vacuole en cas d'excès, puis de remobiliser ce réservoir de manière plus efficace que les génotypes commerciaux actuels, soit pour le métabolisme, soit pour son transfert vers les organes en croissance. Notre équipe a récemment montré chez Arabidopsis que des modifications de l'activité de CLCa, principal transporteur vacuolaire du nitrate, entraînent une augmentation de l'efficacité d'utilisation de l'azote (NUE) au détriment de l'efficacité d'utilisation de l'eau (WUE). Il est donc devenu essentiel d'évaluer l'impact de la manipulation du stockage vacuolaire sur la WUE et la tolérance à la sécheresse, des paramètres cruciaux dans le contexte du réchauffement climatique. Ce projet vise à mieux comprendre le rôle physiologique du stockage vacuolaire du NO₃⁻ dans la NUE et la réponse à la sécheresse chez Arabidopsis, afin de pouvoir, à terme, transférer ces connaissances aux cultures d'intérêt agronomique. Il est structuré en trois volets (WP). Dans le WP1, le doctorant générera des lignées d'Arabidopsis dans lesquelles CLCa est exprimé dans différents types cellulaires, organes ou à différents stades de développement, dans le but de dissocier ses effets sur la NUE de ceux sur la WUE. Ces génotypes seront ensuite analysés à travers différents paramètres transcriptomiques, métabolomiques et physiologiques liés à la NUE (WP2), puis évalués en conditions de carence en azote et/ou de sécheresse modérée à l'aide d'une plateforme de phénotypage à haut débit (WP3).
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Nitrate (NO3-) is accumulated at high concentrations in the vacuole to adjust NO3- homeostasis and cellular osmotic pressure, and to transiently store this ion. The ideal crop ideotype would store NO3- in the vacuole when it is in excess and then re-mobilize this NO3- pool for metabolism and/or to transfer it to growing organs, more efficiently than current commercially available crop genotypes. Our team has recently shown in Arabidopsis that changes in the activity of CLCa, the major vacuolar nitrate transporter, induces an increase in nitrogen use efficiency (NUE) at the expense of water use efficiency (WUE). Therefore, it became important to evaluate the effect of manipulating vacuolar storage on WUE and drought tolerance, crucial parameters in the context of global warming. The project proposes to better understand the physiological role of vacuolar NO3- storage in NUE and response to drought in Arabidopsis in order to translate in the future this knowledge to field crops. It is divided into three work packages (WP). In WP1, the PhD student will generate Arabidopsis lines in which CLCa are expressed in different cell types, organs or at different developmental stages in an attempt to decouple the effects on NUE from those on WUE. These genotypes will then be analysed at the level of various transcriptomic, metabolomic and physiological parameters important for NUE (WP2) and then in response to nitrogen deficiency and/or moderate drought using a high-throughput phenotyping platform (WP3).
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-BioSphERA

Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation

567 Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème

Nous recherchons un(e) étudiant(e) fortement motivé(e) par la physiologie et la nutrition des plantes. Le/la candidat(e) devra posséder de solides connaissances en métabolisme de l'azote et en réponse aux stress abiotiques, ainsi que, idéalement, des notions en génomique fonctionnelle.
We are looking for a highly motivated student with a strong interest in plant physiology and nutrition. The candidate should have a solid background in nitrogen metabolism and plant responses to abiotic stress, and ideally some knowledge of functional genomics.