Identification de deux gènes NPR1chez les VITACEAE, analyse de leur diversité de séquences et interactions avec les facteurs de transcription VvTGA

Identification of two NPR1 genes in the VITACEAE family, analyses of their sequence diversity and the interaction with VvTGA transcription factors

• Auteur / Autrice : Karine Bergeault
• Direction : Bernard Walter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 26/11/2010
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Vigne Biotechnologie et Environnement

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies de la vigne

Plantes -- Biotechnologie

Mots clés libres

NPR1

Vitaceae

Polymorphisme

Facteurs de transcription TGA

SNP

Double hybride

Polymorphism

TGA transcription factors

Double hybrid

Résumé

La vigne est soumise à de nombreuses maladies impliquant l'utilisation de produits phytosanitaires en grande quantité dont l'utilisation est néfaste pour l'environnement et la santé des utilisateurs. Un enjeu est donc de développer des méthodes alternatives à la lutte chimique. La protéine codée par le gène NPR1 (Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1) joue un rôle clef dans la résistance à large spectre chez les plantes. Des éliciteurs tels que l'acide salicylique ou des agents pathogènes influencent l'activation de NPR1 dans le cytoplasme. La translocation de NPRl dans le noyau et son interaction avec des facteurs de transcription TGA induit l'expression des gênes PR (Pathogenesis-related). Nous avons identifié sept homologues potentiels des gènes NPR1 et TGA chez Vitis vinifera (VvNPR1.1, VvNPR1.2, VvTGA1 à 5). L'étude de la diversité de séquences dans les exons de 15 accessions de Vitaceae indique qu'ils sont soumis à une forte pression de sélection purificatrice. De plus, l'analyse in silico des régions promotrices des VvNPR1 montre la présence, d'éléments cis-régulateurs potentiels, en réponse aux stress biotiques et abiotiques ainsi que des motifs de liaison à des facteurs de transcription. Une étude plus poussée des introns montre quelques éléments transposables et un faible polymorphisme dans six accessions de Vitis vinifera. Ces résultats argumentent en faveur d'une pression de sélection forte agissant sur ces gènes. Ceci nous a mené à formuler des hypothèses fonctionnelles et à réaliser une étude d'interaction avec les facteurs de transcription VvTGA1 et VvTGA4 par la technique du double hybride. Ces derniers n'interagissent pas avec VvNPR 1.1.

Numerous diseases affect grapevine, resulting in the use of phytochemicals in large quantities that are harmful for environment and user's health. In the long term, the aim is to develop alternative methods to chemicals. The protein encoded by NPR1 (Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1) plays a pivotal role in conferring broad spectrum pathogen resistance in plants. Activation of NPR 1 in the cytoplasm is influenced by elicitors such as salicylic acid or pathogens associated with the accumulation of reactive oxygen species. Translocation of NPR1 into the nucleus and interaction with TGA transcription factors induce the expression of PR (Pathogenesis-related) genes. Using a candidate gene approach, we have identified seven putative homologs to NPR1 and TGA in the grapevine genome (VvNPR1.1, VvNPR1.2, VvTGA1 to 5). The study of sequence diversity in exons of 15 accessions of the Vitaceae family indicates that these exons are subjected to a strong purifying selection pressure. Moreover, in silico analysis in the promoters of VvNPR1 shows putative cis-regulator elements, in answer to biotic and abiotic stresses as well as link patterns to transcription factors. An intron study shows transposable elements and a low polymorphism in six accessions of Vitis vinifera. These results suggest a strong selection pressure on these genes. Functional hypotheses were formulated, and an interaction study with transcription factors VvTGA1 and VvTGA4 was conducted using a method based on yeast two hybrid, showing that they do not interact with VvNPR1.1.