La proline est un acide aminé protéinogène qui a aussi de nombreuses fonctions à l’état libre chez les plantes notamment dans leur adaptation aux stress et leur développement. Son métabolisme est bien décrit à ce jour mais certains de ses rôles physiologiques restent encore énigmatiques. Synthétisée dans le cytosol à partir de glutamate, la proline est catabolisée dans la mitochondrie par l’action séquentielle de deux enzymes : la proline déshydrogénase (ProDH) et la pyrroline-5-carboxylate déshydrogénase (P5CDH). Des expériences préliminaires ont montré un très faible taux de germination des graines du mutant p5cdh ainsi qu’une faible remobilisation de l’azote au cours de la senescence. Les objectifs de cette thèse étaient de caractériser ce défaut de remobilisation de l’azote ainsi que son impact sur le développement de la graine. Nous avons pu montrer que le mutant p5cdh présentait un défaut de remobilisation de l’azote mais aussi du carbone, notamment lorsqu’il était cultivé avec un apport non limitant en azote. Les graines produites par ce mutant sont déformées et plus légères. Des analyses en imagerie ont montré que le développement embryonnaire du mutant p5cdh est bloqué à la transition entre les phases d’embryogenèse et de maturation lorsqu’il est exposé à de fortes concentrations en nitrates. L’embryon est alors bloqué dans son développement au stade torpille et est entouré d’albumen. Lors de la phase de déshydratation de la graine, l’embryon meurt. Afin d’identifier le rôle de P5CDH dans le développement de la graine, des études développementales, métabolomiques et protéomiques ont été entreprises sur des graines en cours de maturation et de déshydratation. Ces études ont montré qu’au cours du développement de la graine, le premier signe de perturbation chez le mutant p5cdh se manifeste au début de la phase de maturation par une phase de verdissement peu marquée et plus courte que chez le sauvage, suivie une accumulation limitée de lipides et de protéines de réserve. En revanche une accumulation très importante de proline est mesurée. Ces études ont également révélé dans les graines du mutant p5cdh une accumulation d’acides aminés libres ainsi qu’une perturbation marquée du métabolisme carboné. De nombreux marqueurs du métabolisme énergétique anaérobie sont induits probablement liés à la perte des capacités photosynthétiques de l’embryon. La teneur réduite en protéines HSP et LEA ainsi que de plusieurs sucres non-réducteurs chez le mutant p5cdh renforce le fait que la graine n’est pas préparée à cette phase de déshydratation. Les processus de maturation et de déshydratation étant fortement métaboliquement énergivores, l’arrêt du développement de la graine du mutant p5cdh pourrait être lié à une insuffisance énergétique. Ce déficit énergétique semble également toucher également le développement du gamétophyte mâle, puisque 50% des grains de pollen p5cdh meurent lors de leur maturation. Cette étude montre que le catabolisme de la proline est essentiel au développement de la graine et du pollen, notamment après la phase d’embryogénèse, en fournissant du pouvoir réducteur et de l’ATP. Elle vient confirmer de nombreuses hypothèses quant à l’importance de la proline et de son catabolisme pour la production d’énergie notamment lors de la reprise de la croissance après un stress mais également dans les organes à croissance rapide tels quel le tube pollinique, les pointes racinaires ou les cellules cancéreuses chez les modèles animaux.