Thèse soutenue

Étude fonctionnelle de deux facteurs de transcription intervenant dans la régulation du développement du grain de maïs : ZmZOU impliqué dans la communication embryon-albumen et ZmAFL4 impliqué dans l'accumulation de réserves

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Auteur / Autrice : Aurélie Grimault
Direction : Peter Rogowsky
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Vie
Date : Soutenance le 28/11/2014
Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
Jury : Président / Présidente : Arezki Boudaoud
Examinateurs / Examinatrices : Peter Rogowsky, Arezki Boudaoud, Martine Devic, Richard Thompson, Sébastien Baud, Nathalie Depège-Fargeix
Rapporteurs / Rapporteuses : Martine Devic, Richard Thompson

Résumé

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Le grain de maïs est composé de 3 compartiments : l’embryon et l’albumen issus de la double fécondation et l’enveloppe d’origine maternelle. Le développement du grain et l’accumulation de réserves demande l’établissement d’une communication étroite entre l’embryon et l’albumen pour coordonner leur développement respectif. Si, des régulateurs majeurs impliqués dans le développement de la graine d’Arabidopsis ont été décrits, ces connaissances restent parcellaires chez les céréales. Les objectifs de ma thèse consistaient d’une part à étudier le contrôle de la communication entre l’embryon et l’albumen et d’autre part la régulation du remplissage du grain de maïs. Par l’analyse de lignées transgéniques sous exprimant ZmZHOUPI (ZmZOU-RNAi), nous avons établi que ce facteur de transcription à domaine bHLH, bien que s’exprimant exclusivement dans l’albumen, affecte significativement le développement de l’embryon (taille de l’embryon, persistance du suspenseur). L’analyse de données RNAseq (grains sauvages versus grains ZmZOU-RNAi) a permis d’identifier des gènes cibles potentiels de ZmZOU. De plus, nous avons montré que 3 facteurs de transcription de type bHLH homologues d’INDUCER OF CBP EXPRESSION (ICE) forment un partenariat avec ZmZOU.D’autre part, nous avons étudié les homologues d'ABA INSENSITIVE3, FUSCA3 et LEAFY COTYLEDON2 (AFL) qui forment un réseau de facteurs de transcription, à domaine B3, régulant l’accumulation d’huile et de protéines de réserves dans l’embryon d’Arabidopsis. Grâce à des analyses phylogénétiques et d’expression, nous avons établi que chez le maïs le réseau AFL, constitué de 5 membres (ZmAFLs), est partiellement conservé. Par dosages et analyse d’expression, nous avons montré que ZmAFL4, en particulier, est impliqué dans le contrôle de la biosynthèse de l’amidon dans l’albumen.