La stérilité mâle cytoplasmique chez la betterave à sucre (Beta vulgaris L. ) : comparaison de l'organisation et de l'expression de l'ADN mitochondrial de variétés fertiles et mâles stériles

Cytoplasmic male sterility in sugar beet (Beta vulgaris) : comparaison of mitochondrial DNA organiszation and expression in male fertile and male sterile variety

• Auteur / Autrice : Martine Duchenne
• Direction : B. Lejeune
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : B. Lejeune

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stérilité mâle cytoplasmique

ADN mitochondrial

Betterave à sucre

Mots clés libres

Minicercles

Résumé

Nous avons caractérisé plus d'une douzaine de couples isogéniques mainteneur/mâle stérile (CMS) de betterave à sucre, d'origine différente, au niveau de leur génome chloroplastique et mitochondrial. L'analyse de l'ADN chloroplastique de type fertile a permis de mettre en évidence, par diagramme de restriction, un fragment Hindlll de 5,5kb qui est absent dans l'ADNct de type CMS. Cependant, l'utilisation de plusieurs autres enzymes de restriction ne révèle aucune autre variation entre les ADNct fertiles et CMS. Il est probable que l'ADNct, chez la betterave à sucre, n'est pas impliqué dans la stérilité mâle cytoplasmique. L'ADN mitochondrial possède en plus des molécules de haut poids moléculaire des minicercles de taille variant entre 1,3 et 1,6kb nommés a, b, cet d. L'hybridation du minicercle a, cloné et séquencé par nous-même, et des minicercles c et d sur les ADNmt natifs de toutes les variétés ont démontré qu'ils possédaient des homologies de séquences et que leur présence n'était pas liée au phénotype de la stérilité mâle cytoplasmique. Les diagrammes de restriction des ADNmt ont montré l'existence de deux types de génomes pour les variétés fertiles et un seul type pour toutes les variétés CMS. Malgré la diversité des croisements réalisés par les sélectionneurs, tous les cytoplasmes semblent ici dériver du même cytoplasme originel découvert par OWEN en 1945. L'organisation des gènes mitochondriaux codant pour l'apocytochrome b (COB), les sous-unités II et III de cytochrome oxydase (COli et COIII), les sous unités alpha, 6 et 9 de l'ATPase et les ARN ribosomaux 26S est analogue chez les génomes fertiles mais différente entre génomes fertiles et stériles. Par contre, les gènes codant pour la sous-unité I de la cytochrome oxydase et les ARN ribosomaux 18S et 5S ne semblent pas présenter de changements de structure selon le type d'ADNmt considéré. L'étude des profils de transcription (Northern) de ces gènes mitochondriaux sur un certain nombre de variétés a montré des différences entre génomes fertiles et stériles et ainsi qu'entre génomes fertiles dans certains cas. Ces résultats sont en faveur de l'hypothèse selon laquelle le génome mitochondrial CMS tirerait son origine d'une autre source de cytoplasme plutôt que de nombreuses modifications de l'ADNmt fertile.