L'exopolygalacturonase de maïs : caractérisation de la protéine, et analyse par transgénèse du promoteur d'un gène codant pour cette enzyme

• Auteur / Autrice : Manuel Dubald
• Direction : Régis Mache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Biologie

Physiologie vegetale et developpement

Galacturan 1,4

Galacturonidase

Zea mays

Pollen

Gene

Expression genique

Stade developpement

Gametophyte

Isozyme

Analyse biochimique

Localisation

Immunocytochimie

Activite enzymatique

Promoteur transcription

Sequence regulatrice

Plante transgenique

Nicotiana tabacum

Résumé

L'exopolygalacturonase (exopg) est une enzyme pectolytique particulierement abondante dans le pollen mature de mais. Les genes exopg sont exprimes tardivement au cours du developpement du gametophyte male. L'enzyme n'est detectee qu'apres la completion des mitoses polliniques, puis est synthetisee en quantites croissantes jusqu'a la fin de la microsporogenese. Ce profil d'expression suggere que l'exopg joue un role au moment de la germination et de la croissance du tube pollinique. Deux isoformes de 49 et 53 kda ont ete identifiees et caracterisees dans une fraction purifiee a partir de pollen mature de mais. D'importantes modifications post-traductionnelles ont ete mises en evidence : (i) un peptide hydrophobe de 22 residus est clive de la region nh 2 - terminale de la proteine, (ii) des motifs glucidiques sont branches sur certains residus asparagine. Ces modifications indiquent que, lors de sa traduction, le precurseur de l'exopg est transfere dans le reticulum endoplasmique, ce qui s'accompagne du clivage d'un peptide signal, et qu'il y est glycosyle. D'autres isoformes de l'exopg ont ete detectees dans le pollen mature, qui correspondent vraisemblablement a d'autres etats de glycosylation de la proteine. L'exopg a ete localisee par immunocytochimie a l'interieur de la cellule vegetative dans le pollen mature. Au moment de la germination, l'enzyme est secretee dans la paroi du tube pollinique. L'exopg n'est pas exprimee uniquement dans le gametophyte male. Son activite enzymatique a egalement ete detectee dans tous les tissus sporophytiques examines. Dans les tissus vegetatifs, l'exopg est revelee par immunocytochimie essentiellement au niveau des parois cellulaires. L'ubiquite de cette enzyme suggere un role cellulaire general, sans doute dans la formation de la paroi. L'activite du promoteur d'un gene exopg de mais a ete analysee a l'aide du gene rapporteur gus dans des plantes transgeniques de tabac. Les genes chimeres sont fortement exprimes dans les microspores de tabac, apres la mitose pollinique. Une activite gus plus faible a egalement ete detectee dans les graines et la tige. En revanche, le promoteur de mais n'est actif ni dans les feuilles ni dans les racines des plantes transgeniques. Des resultats differents et contradictoires ont ete observes en expression transitoire dans le tabac et le mais. Les elements cis essentiels pour l'activite de ce promoteur exopg sont presents dans le fragment 366/+128, la numerotation etant relative au site d'initiation de la transcription des genes chimeres dans le tabac. Le fragment 25/+128 induit une activite du gene rapporteur gus, faible mais significative, uniquement dans les microspores des plantes transgeniques.