Etude du rôle de FW2.2 dans le développement du fruit de tomate

Study of the FW2.2 role during tomato fruit development

• Auteur / Autrice : Lamia Azzi
• Direction : Christian Chevalier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 16/12/2013
• 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 - Biologie du fruit et pathologie
• Jury : Président / Présidente : Dominique Rolin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arp Schnittger
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nadia Bertin, Antonio Granell Richart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycle cellulaire végétal

Métaux lourds

Tomate

Mots clés libres

Tomate

Fw2.2

Métaux lourds

Cycle cellulaire

Taille du fruit

Tomato

Fw2.2

Heavy metals

Cell cycle

Fruit size

Résumé

Le gène FW2.2 correspond au locus de caractère quantitatif (QTL) majeur impliqué dans le contrôle de la taille finale du fruit de tomate. FW2.2 appartient à une famille multigénique et code une protéine transmembranaire de 163 acides aminés dont la fonction demeure de nos jours inconnue. Pourtant décrite comme un régulateur négatif des mitoses, par conséquent comme un régulateur de la taille du fruit et cloné plus de 12 ans auparavant, aucune fonction biochimique, physiologique ni même développementale n’a été déterminée concernant cette protéine. Ce qui est d’autant plus étonnant car aucun lien n’a été révélé entre sa fonction protéique et sa capacité à influencer le cycle cellulaire. L’analyse d’une nouvelle version du génome de la tomate nous a permis d’identifier 17 nouvelles séquences homologues à FW2.2 (que nous avons nommé FW2.2-like) et l’alignement de ces séquences nous a permis d’observer une importante conservation du motif PLAC8 commun à cette famille multigénique. L’étude phylogénétique que nous avons réalisée ne nous a donné aucune indication quant à la fonction potentielle de transporteur de métaux lourds de la protéine FW2.2 malgré le fait que sa séquence protéique présente les mêmes caractéristiques que celles décrites chez des transporteurs de métaux lourds. Des expériences d’électrophysiologie ne nous ont pas permis de confirmer son rôle de transporteur, mais des dosages de contenu minéral réalisés sur des péricarpes de fruits de tomate présentant des niveaux d’expression différents pour FW2.2 nous ont permis d’observer une différence de stockage du cadmium dans le péricarpe de ces fruits. Nous avons également étudié le rôle de la protéine FW2.2 dans le développement des plantes en utilisant des lignées de plantes et des lignées cellulaires surexprimant le gène FW2.2. Ceci nous a mené à l’hypothèse que la protéine FW2.2 pouvait être impliquée dans la voie de signalisation des brassinostéroïdes. Pour terminer, nous avons tenté de comprendre quels mécanismes de régulation étaient déclenchés par FW2.2 en recherchant ses partenaires potentiels par le biais de l’application de la technique du Split-Ubiquitin.

The FW2.2 gene corresponds to the major Quantitative Trait Locus (QTL) governing fruit size in tomato. FW2.2 belongs to a multigene family and encodes a transmembrane protein of 163 amino acids whose actual function remains unknown. Although described as a negative regulator of cell divisions and consequently as a regulator of fruit size, any definitive biochemical, physiological and developmental function assigned to FW2.2 is still lacking although the gene was cloned more than twelve years ago. Especially the fundamental question of what kind of link is there between the FW2.2 protein function and cell cycle regulation is all even more relevant. The analysis of the recently released genome of tomato identified 17 new sequences related to FW2.2 (SlFW2.2-like genes) and the protein sequence alignments showed the conservation of the PLAC8 motif common to this multigene family. Our phylogenetic studies did not give any clues relative to the FW2.2 function even though it presents sequence characteristics described for heavy metal transporters. Electrophysiology experiments did not allow the confirmation of the ion transporter function but a total ion content measurement on tomato fruit pericarps differing by their levels of FW2.2 expression showed a difference in the fruit pericarp cadmium content. We also investigated the role of the FW2.2 protein on the plant development using plant and cell lines that overexpress this gene and it appeared that this protein may be involved in the brassinosteroid signal pathway. The regulatory mechanisms mediated by the action of FW2.2 on mitotic activity during fruit development have also been analyzed by looking for potential partners interacting with the FW2.2 protein using the technique of split-ubiquitin.