Résumé
La vigne est une des espèces à fruits charnus ayant le plus fort impact socio-économique dans le monde. Ses fruits, les raisins, servent majoritairement à l'élaboration de vin. Au cours du développement, les raisins accumulent eau, sucres, acides organiques, composés phénoliques et précurseurs aromatiques qui déterminent la qualité au moment du vendage. Un des marqueurs de qualité des raisins est l'acidité de la baie qui augmente de pH2,5 à pH3,5 au cours de son développement. Cette acidité résulte essentiellement d'un équilibre entre les acides organiques vacuolaires et leur contre ion majoritaire, le potassium. Le pH de l'apoplasme qui joue un rôle fondamental dans la croissance cellulaire, influence aussi les systèmes de transport membranaire qui contrôlent le chargement de la baie. Dans le contexte actuel de changement climatique, la qualité des vins est menacée. En effet, l'augmentation des températures conduit à une chute de l'acidité et à une accumulation excessive de potassium qui, à terme, impactent fortement et négativement la qualité des vins. Dans ces conditions, l'étude du pH des baies de raisin au niveau cellulaire au cours du développement est primordiale et participerait à apporter des connaissances sur les mécanismes qui gouvernent l'acidité des raisins. L'objectif principal de ma thèse était d'analyser la distribution des protons à l'échelle cellulaire dans la vacuole et l'apoplasme où le pH est très acide. Mon travail s'est donc concentré sur l'exploration des sondes chimiques disponibles et sur le développement de senseurs de pH génétiquement encodés qui sont adaptés au pH acide : les Acidines. Ces approches ont permis de mesurer le pH dans la vacuole des baies de raisin au cours de son développement. De plus, grâce à des signaux d'adressage spécifiques, les Acidines ont été adressées à différents domaines de l'apoplasme, soit par ancrage à la membrane plasmique, soit par sécrétion. En épiderme de tabac et en Arabidopsis, ces fusions apoplasmiques ont permis de mettre en évidence la présence de sous domaines de pH. Pour étendre la couverture de l'apoplasme explorée par ces senseurs de pH, nous les avons fusionnés à deux protéines pariétales dont la pectine methylestérase de lin LuPME1. Les résultats préliminaires de caractérisation de l'ensemble de ces fusions ont permis de suggérer un lien entre l'état de méthylation des pectines et le pH apoplasmique. Ces nouveaux senseurs apoplasmiques ouvrent des perspectives intéressantes pour étudier l'élongation cellulaire en relation avec des variations de pH à l'échelle subcellulaire autant que la régulation par le pH des échanges ioniques à la membrane plasmique.