Molecular and physiological characterization of tomato (Solanum lycopersicon) ethylene response factor (ERF)

• Auteur / Autrice : Julien Pirrello
• Direction : Mondher Bouzayen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Germination

Facteurs de transcription

Tomates

Résumé

La phytohormone éthylène, contrôle de nombreux processus physiologique durant le développement des plantes, ainsi que la réponse aux stress biotiques et abiotiques. Les ERF (Facteurs de Réponse à l’Ethylène) sont les derniers facteurs de transcription de la voie de transduction de cette hormone. Ils sont par leur nombre, de bons candidats pour expliquer la diversité de réponse à l’éthylène. Dans cette étude 28 ERF de tomates ont été isolés, caractérisés et renommés. Des études d’interaction ADN/protéine montrent que l’environnement du cis-élément est déterminant pour l’interaction GCC/ERF. Des expériences d’expression transitoire des ERF ont permis de démontrer que leur activité transcriptionnelle est indépendante de leur classe d’appartenance. Leur profil d’expression suggère une spécificité de réponse au cours du développement végétatif ou de la maturation, ainsi qu’un rôle prépondérant dans l’initiation du fruit. L’analyse fonctionnelle est illustrée par deux exemples. D’une part, la surexpression de SlERF2 dans la tomate induit une germination précoce des graines où il a été montré que la MANNANASE2, un marqueur de la germination, est fortement induit dans les graines transgéniques. D’autre part, la surexpression d’ATERF13 fusionné à un domaine répresseur dominant induit une insensibilité partielle à l’éthylène et une hypersensibilité au stress salin.

The phytohormone ethylene controls many physiological aspects of the plant development and stress response. ERFs (Ethylene Response Factors) are the last transcription factors of the ethylene transduction pathway. By their number, they are good candidates to explain the diversity of ethylene response. In this work 28 tomato ERFs have been isolated, characterized and renamed. DNA/protein interaction studies indicate that flanking regions of the ciselement are decisive for the GCC/ERF binding. Transient expression studies of ERFs demonstrated that the transcriptional activity is independent of the class they belong to. The study of their expression pattern revealed a specific response for some ERFs during the vegetative growth whereas others are preferentially expressed in fruit, from fruit set to ripening. The physiological significance of the ERFs is addressed through two examples. First, over-expression of the SlERF2 gene in the tomato resulted in premature seed germination in which MANNANASE2, a germination marker, is dramatically enhanced in the transgenic seeds. Second, over-expression of AtERF13 fused to a dominant repressor domain induces a partial insensitivity to ethylene and hypersensitivity to salt stress.