Les genes zmae, leur fonction et leur regulation dans l'albumen et les embryons androgenetiques du mais

• Auteur / Autrice : SANDRINE SEVILLA LECOQ
• Direction : Peter Rogowsky
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure (sciences)

Résumé

Deux nouveaux genes, zmae (embryons androgenetiques), ont ete isoles precedemment au laboratoire a partir de jeunes cultures d'embryons androgenetiques de mais. Bien que zmae1 et zmae3 ne presentent pas d'homologie de sequence entre eux, tous les deux codent des proteines de petite taille, hydrophiles, de fonction inconnue. Au cours des developpements embryonnaires in planta, le gene zmae1, qui appartient a une famille multigenique, est transcrit a la fois dans la region qui entoure l'embryon (esr) et dans la zone de transfert (betl) de l'albumen. Le gene zmae3, present en copie unique, est exprime specifiquement dans l'esr de l'albumen. Nous rapportons d'abord le clonage, le sequencage et l'analyse fonctionnelle des sequences promotrices de ces genes. Aucune activite promotrice n'a ete detectee avec un fragment de 1,1 kb en amont de zmae1. En revanche, un promoteur potentiel de zmae3 mesurant 1,1 kb a dirige l'expression du gene rapporteur gus, dans des embryons androgenetiques et des suspensions cellulaires de mais transformes transitoirement ainsi que dans l'esr de caryopses de mais transgeniques. Nous avons egalement demontre que la boite ae, une sequence de 18 pb repetee trois fois dans le promoteur de zmae1, presente une fois dans le promoteur de zmae3, et retrouvee aussi dans d'autres promoteurs specifiques de l'albumen, est capable de lier des proteines presentes dans des extraits nucleaires de moities inferieures de caryopses de mais. La boite ae est donc un bon candidat pour expliquer, au moins en partie, la specificite spatio-temporelle des promoteurs zmae. Lors d'une analyse fonctionnelle, nous avons demontre in vivo que la proteine zmae1 est secretee mais aucune fonction precise n'a pu lui etre attribuee. Par contre, nous proposons que la proteine zmae3 a des proprietes antifongiques et qu'elle defend le caryopse contre l'attaque de pathogenes. Nous soulignons les similitudes de structure et de sequence entre zmae3 et la famille des basal layer antifungal proteins (baps), des proteines dont l'activite antifongique a ete demontree in vitro. Nous avons demontre in vivo que la proteine zmae3 est secretee. De plus, nous avons produit des mais transgeniques sens et antisens qui seront utiles pour tester notre hypothese in planta.