Les invertase du mais : isolement, caracterisation de 4 genes d'invertases parietales et analyse de l'expression des invertases vacuolaires et parietales en reponse au stress hydrique

The maize invertases : isolation, characterization of four cell wall invertase genes et analysis of vacuolar and cell wall invertase expression under water stress

• Auteur / Autrice : JAE-YEAN KIM
• Direction : Jean-Louis Prioul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Les invertases, avec la saccharose synthase, sont des enzymes-cles du catabolisme du saccharose chez les vegetaux. Dans une premiere partie, quatre genes, incw1, 2, 3 et 4, codant des invertases ont ete isoles et caracterises chez mais. Alors que les proteines codees par les genes incw1, 2 et 3 ont toutes les caracteristiques des invertases parietales, celle codee par le gene incw4 serait un nouveau type d'invertase, soit une invertase parietale non-liee soit une invertase vacuolaire atypique. Les genes incw1 et 2 ont une structure typique constituee de 6 introns et 7 exons tandis que les genes incw3 et 4 possedent respectivement 6 et 5 exons. L'expression d'incw1 (chromosome 5) et d'incw3 (chromosome 10) est observee dans divers organes vegetatifs et reproducteurs alors que celle d'incw4 est detectee dans tous les organes analyses a un faible niveau. Les hybridations in situ par rt-pcr ont montre que les transcrits incw3 sont localises principalement dans le cylindre central et la partie meristematique de la racine et que les transcrits incw4 sont observes dans les cellules racinaires en segregation mitotique des chromosomes. Dans une deuxieme partie, l'expression des invertases et de la saccharose synthase ont ete analysees dans les organes vegetatifs sources et puits de mais soumis a un stress hydrique. Parmi les six genes d'invertases analyses, seule l'expression du gene ivr2 codant une invertase vacuolaire est induite par le stress hydrique, correlee a une accumulation des proteines invertasiques vacuolaires, a l'augmentation de l'activite de l'invertase acide soluble et a une accumulation d'hexoses. Les hexoses sont accumules dans tous les organes analyses des plantes stressees. Les etudes de localisation in situ montrent que l'induction de l'expression de l'invertase vacuolaire (activite, proteine, arnm) est tissu- et cellule-specifique dans les feuilles adultes ou dans les racines et qu'elle colocalise avec l'accumulation d'hexoses. De plus, des changements diurnes de l'activite invertase vacuolaire et du taux d'arnm ivr2 sont notes dans les organes aeriens. La regulation spatio-temporelle de l'activite des invertases est discutee vis-a-vis de leur roles au cours du developpement ou en reponse au stress hydrique.