Identification et validation de nouveaux gènes candidats impliqués dans la régulation du développement précoce du fruit de tomate

Functional validation fo two candidate genes involved in the core regulation of early fruit development in tomato.

• Auteur / Autrice : Julien Assali
• Direction : Christophe Rothan, Hiroshi Ezura
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 21/12/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie du fruit et pathologie
• Jury : Président / Présidente : Michel Hernould
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathilde Causse, Mohamed Zouine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Développement

Tomate

Mots clés libres

Solanum lycopersicum

Tomate

Fruit

Développement

Murissement

F-Box

Facteur de transcription

Solanum lycopersicum

Tomato

Fruit

Development

Ripening

F-Box

Transcription factor

Résumé

La tomate (Solanum lycopersicum) est l’espèce modèle pour l’étude des fruits charnus. Le développement du fruit de tomate a été décrit comme une succession de phases de développement distinctes, dans lesquelles les régulations hormonales jouent un rôle crucial. Afin de mieux comprendre la régulation du développement du fruit de tomate, des approches ciblées sur des catégories particulières de protéines régulatrices (F-Box) ainsi que des approches non ciblées de génomique fonctionnelle ont été menées dans le laboratoire. L'objectif de cette thèse est de contribuer à la validation fonctionnelle de gènes candidats mis en évidence dans ces travaux: trois protéines à F-Box (SlFB2, SlFB11 et SlFB24) et deux facteurs de transcription (SlHAT22 et SlTGA2.1). Au cours de cette thèse, la caractérisation de lignées RNAi précédemment générés pour les protéines SlFB2, SlFB11 et SlFB24 a été poursuivie. Ce travail n’a pas permis pas de conclure sur le rôle de ces protéines à F-Box dans le développement du fruit de tomate. Mais elle a permis d'isoler un mutant d'insertion dans une lignée RNAi SlFB2, spécifiquement affecté au niveau des fruits. Ce mutant est caractérisé par l'absence de développement de tissu loculaire, ce qui entraine une altération de la forme des graines, ainsi qu'une augmentation de la fermeté du fruit. Le site d'insertion de l'ADN-T dans ce mutant n'est pas encore identifié. En outre, la caractérisation des lignées RNAi SlFB11, a permis de proposer l'implication de cette protéine dans la régulation des méristèmes apicaux et floraux. La caractérisation fonctionnelle de SlHAT22 et SlTGA2.1 a été initiée par la génération de lignées transgéniques présentant une altération du niveau d'expression de ces facteurs de transcription (sur-expression et RNAi) ou une altération de la fonction du facteur de transcription par utilisation de la technologie CRES-T. La caractérisation phénotypique des lignées transgéniques, ainsi que des analyses métaboliques préliminaires ont révélé que SlTGA2.1 et SlHAT22 sont impliqués dans des processus de régulation au cours du développement précoce du fruit de tomate. En outre, ils ont également suggéré que SlTGA2.1 est impliqué dans la régulation du murissement du fruit de tomate.

Tomato (Solanum lycopersicum) is a model species for the study of fleshy fruits. Tomato fruit development has been described as a sequence of distinct developmental phases where different hormones play crucial regulatory roles. To further gain insight into the regulation of tomato fruit development, targeted approaches focused on particular classes of regulatory proteins (F-Box) as well as global functional genomics approaches were undertaken in the laboratory. The aim of this thesis was to contribute to the functional validation of candidate genes isolated from such approaches: three F-Box proteins (SlFB2, SlFB11 and SlFB24) and two transcription factors (SlHAT22 and SlTGA2.1).During this PhD thesis, the characterization of SlFB2, SlFB11 and SlFB24 RNAi lines previously generated was pursued. This work does not allow to conclude about the role of these F-Box in tomato fruit development. But it allowed to isolate an insertion mutant in a SlFB2 RNAi line, specifically affected at the fruit level. This mutant is characterized by the absence of locular tissue development and subsequent alteration of seed shape, as well as by an increase in fruit firmness. The insertion site of the T-DNA in this mutant is not yet identified. In addition, characterization of SlFB11 RNAi lines, allowed to propose the implication of this protein in the regulation of the shoot apical and floral meristems.Functional characterization of SlHAT22 and SlTGA2.1 was initiated by the generation of transgenic lines carrying an alteration of the transcription factor (TF) expression level (OE and RNAi lines) or with an alteration of TFs function using the CRES-T technology. Phenotypical characterization of the transgenic lines, together with preliminary metabolic analyses revealed that SlTGA2.1 and SlHAT22 are implicated in regulatory processes during tomato early fruit development. In addition, they also suggested that SlTGA2.1 is involved in the regulation of tomato fruit ripening.