L’objectif de cette thèse est d’identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse à la limitation azotée et dans l’accumulation des lipides chez la microalgue haptophyte Tisochrysis lutea. La souche sauvage et une souche mutante hyper-lipidique ont été cultivées dans différentes conditions de nutrition azotée, et analysées par des approches de génomique fonctionnelle. Quatre transporteurs d’azote à haute affinité (Nrt2) ont été identifiés et caractérisés pour comprendre les mécanismes impliqués dans l’absorption minérale chez cette espèce. Les transcriptomes des deux souches ont été séquencés et les protéines affectées par la carence azotée et différentiellement exprimées entre les deux souches ont été identifiées. Les résultats permettent d’identifier des fonctions régulées lors de la carence azotée et potentiellement impliquées dans l’accumulation des lipides de réserve. La réponse de chacune des deux souches à des fluctuations fines de limitation azotée a été étudiée. Les résultats d’analyses protéomiques haut débit suggèrent que la suraccumulation lipidique dans la souche mutante est la conséquence d’un métabolisme du carbone globalement impacté, ceci sous l’impulsion de mécanismes de signalisation encore mal définis. Deux protéines ont été étudiées plus spécifiquement car vraisemblablement impliquées dans la remobilisation du carbone et de l’azote issus des acides aminés lors de la limitation azotée. L’ensemble de ce travail permet d’abonder les connaissances sur les haptophytes et de formuler des hypothèses sur les clés métaboliques impliquées dans la limitation azotée et l’allocation du carbone chez les microalgues.

The aim of this thesis is to improve knowledge on mechanisms involved in the response to nitrogen limitation and in lipid accumulation in the microalgae haptophyte Tisochrysis lutea. The wild type strain and a lipid accumulating mutant strain were grown under different nitrogen limitation and starvation and analyzed by functional genomics. Four genes of high-affinity nitrate/nitrite transporter (Nrt2) were identified and characterized to reveal the mechanisms involved in mineral absorption in this species. Transcriptomes of both strains were sequenced and proteins affected by nitrogen starvation and differentially expressed between the two strains were identified. We so identified the functions regulated by nitrogen deficiency and potentially involved in the accumulation of storage lipids. The responses of both strains to thin variations of nitrogen limitation were studied. The results of high-throughput proteomic analyzes suggest that the lipid-accumulation in the mutant strain is the result of carbon metabolism impacted overall, this spurred on signaling mechanisms. Two proteins have been studied since probably involved in carbon and nitrogen remobilization from amino acids catabolism during nitrogen limitation. This work increases knowledge on haptophytes, and brings assumptions on metabolic key involved in nitrogen limitation and carbon allocation in microalgae.