Structure génique et caractérisation fonctionnelle de facteurs de transcription MYB-R2R3 impliqués dans la formation du xylème chez les conifères

Gene structure and fonctionnal characterization of R2R3-MYB transcription factor implica in conifers xylem formation

• Auteur / Autrice : Frank Bedon
• Direction : Jacqueline Grima-Pettenati, John Mackay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse 3 en cotutelle avec Université Laval, Québec, Canada

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs génétiques

Lignine

Paroi cellulaire végétale

Conifères

Facteurs de transcription

Mots clés libres

Myb

Conifère

Xylème

Bois de compression

Lignine

Défense

Paroi végétale

Transcription

Intron

Transgénèse

Génomique

Transcriptomique

Résumé

Chez les arbres, la formation du bois dépend de la différenciation d'un tissu vasculaire appelé xylème secondaire. Les parois cellulaires du xylème sont riches en lignines, ce qui leur confère rigidité et imperméabilité indispensables au transport de la sève brute et au maintien du port dressé. La xylogénèse requiert la coordination de l'expression de plusieurs centaines de gènes dans le temps et dans l'espace. Cette coordination est assurée au niveau transcriptionnel par différents médiateurs protéiques, parmi lesquels des facteurs de transcription de la famille MYB-R2R3. Peu de gènes de cette sous famille sont connus et/ou ont été caractérisés chez les conifères. Mon travail de thèse a consisté dans un premier temps à identifier plusieurs gènes potentiellement impliqués dans la formation du xylème chez les conifères, en particulier chez le pin loblolly (Pinus taeda) et l'épinette blanche (Picea glauca), et à réaliser leur caractérisation moléculaire. Différentes analyses phylogénétiques ont permis de mettre en évidence des similarités et des différences significatives dans la structure de cette famille entre les gymnospermes et les angiospermes. L'expression de ces gènes a été quantifiée par RT-QPCR et a révélé que PgMYB2, 4 et 8 sont préférentiellement exprimés dans le xylème secondaire de l'épinette; la quantité de transcrits est par ailleurs augmentée dans le bois de compression. La deuxième partie de mon travail a visé la caractérisation fonctionnelle de deux MYB-R2R3 de pin (PtMYB1 et 8) réalisée via leur surexpression constitutive chez des transformants stables d'épinette. Ces deux facteurs MYB induisent une lignification ectopique cependant plus intense avec PtMYB8 puisqu'elle empêche le développement racinaire et conduit à la mort des plantules in vitro. L'analyse du transcriptome des plantules transgéniques par biopuces à ADN a dévoilé entre autres, l'augmentation de l'expression des gènes de la synthèse des lignines. . .

In trees, wood formation depends on the differentiation of a vascular tissue named secondary xylem. Xylem cell walls are rich in lignins, which confer rigidity and impermeability indipensable to the raw sieve transport and to maintain the raised port. Xylogenesis requires coordination of the expression of several hundred genes in time and space. This coordination is assured at the transcriptional level by differrent proteic mediators, among which transcription factor of the R2R3-MYB family. Very few genes of this sub-family are known and/or have been caracterized in conifers. My thesis work consisted in first part to identify several genes potentially involved in xylem formation in conifers, particularly in loblolly pine (Pinus taeda) and white spruce (Picea glauca), and to realized their molecular characterization. Differents phylogenetical analyses permitted to highlight similarities and significant differences in the family structure between gymnosperms and angiosperms. Expression of these genes have been quantified with RT-QPCR and have revealed that PgMYB2, 4 and 8 are preferentially expressed in spruce secondary xylem; transcript quantity is beside upregulated in compression wood. The second part of my work aimed the functionnal characterization of two pine R2R3-MYB (PtMYB1 and 8) realized via their constitutive over-expression in stable spruce transformants. . .