Utilisation de la protéomique pour la dissection des processus de germination et de vigueur germinative des graines de betterave à sucre

Using proteomics to dissect germination and seed vigor in sugar beet

• Auteur / Autrice : Julie Catusse
• Direction : Dominique Job
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Germination

Betterave à sucre

Protéomique

Spectrométrie de masse

Biologie moléculaire végétale

Résumé

Par approche protéomique, nous avons caractérisé la germination et la vigueur germinative des graines de betterave à sucre. Notre stratégie inclut (1) la construction de cartes de référence du protéome des graines matures sèches et en cours de germination d'un lot de référence de bonne vigueur ; (2) l’étude de l'accumulation spécifique des protéines dans les tissus de la graine (racine, cotylédon, périsperme) ; (3) la recherche sur de changements dans les profils d'expression des protéines détectées dans le lot de graine de référence soumis à différents traitements visant à modifier artificiellement la vigueur, par exemple par vieillissement et/ou priming. Plus de 1000 protéines de graines de betterave à sucre ont été identifiées par spectrométrie de masse LC/MS-MS (des albumines, des globulines et des glutélines ont été analysées séparément). En raison de la conservation de séquence des protéines végétales, et de la qualité de la MS-MS (plus de 5000 séquences de peptides ont été obtenues), le taux de succès d'identification des protéines est en moyenne de 80%. C'est à notre connaissance l’une des analyses du protéome les plus exhaustives jamais effectuée sur les graines. Ces données nous ont permis d'établir une carte métabolique détaillée de la graine de betterave à sucre, ouvrant de nouvelles perspectives dans la compréhension des mécanismes moléculaires déterminant le passage d’un état quiescent de la graine au développement d'une nouvelle plantule vigoureuse. Pour la première fois, le protéome d'un tissu de stockage de cette graine amylacée, le périsperme, est décrit.

We have used proteomics to better characterize germination and early seedling vigor in sugarbeet. Our strategy includes (1) construction of proteome reference maps for dry and germinating seeds of a high-vigor reference seed lot; (2) investigation of the specific tissue accumulation of proteins (root, cotyledon, perisperm); (3) investigation of changes in protein expression profiles detected in the reference seed lot subjected different vigor-modifying treatments, e. G. Aging and/or priming. More than 1,100 sugarbeet seed proteins have been identified by LC/MS-MS mass spectrometry (albumins, globulins and glutelins have been analyzed separately). Due to the conservation of protein sequences and the quality of MS sequencing (more than 5000 peptide sequences have been obtained), the success rate of protein identification was on the average of 80%. This is to our knowledge the best detailed proteome analysis ever carried out in seeds. The data allowed us to build a detailed metabolic chart of the sugarbeet seed, generating new insights into the molecular mechanisms determining the development of a new seedling. Also, the proteome of a seed-storage tissue as the perisperm is described for the first time.