Caractérisation biochimique et moléculaire des fruits d'agrumes (citrus sp. ) : Modèle métabolique d'utilisation des acides organiques et des sucres

par Marie-Vincente Albertini

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Liliane Berti-Dupuis et de François Luro.

Soutenue en 2007

à Corte .


  • Résumé

    La compréhension des processus d'élaboration et d'accumulation de l'acidité et des sucres chez les fruits d'agrumes (Citrus sp. ) est un enjeu important pour l'amélioration de leur qualité organoleptique. L'objectif de ce travail de thèse a été d'identifier les voies métaboliques et les gènes responsables de ces processus. La stratégie choisie a été de comparer l'évolution de l'acidité (pH, acidité titrable et composition en acides organiques) et de la composition en sucres solubles au cours du développement des fruits de trois espèces (oranger, citronnier et limettier) comportant chacune une variété acide et une variété douce. Deux approches basées sur des techniques de biologie moléculaire ont été utilisées pour rechercher les gènes potentiellement impliqués dans la variation des concentrations en acides organiques et en sucres : (1) l'approche « gènes candidats » associée à la mesure des quantités d'ARNm correspondants (PCR en temps réel) et (2) la construction d'une banque enrichie en ADNc intervenant dans le caractère acide à l'aide de la technique d'hybridation suppressive et soustractive (SSH). La caractérisation biochimique des fruits a permis de montrer que le pH de la pulpe diminue dès le stade I chez les fruits acides parallèlement à l'augmentation de leur acidité titrable. L'acide citrique est majoritairement impliqué dans cette variation d'acidité. En revanche, aucune variation d'acidité n'a été observée chez les fruits doux (pH et acidité titrable constants). L'absence d'accumulation d'acide citrique chez les fruits doux correspond à une plus importante accumulation de fructose. Parmi les huit « gènes candidats » sélectionnés, la quantité d'ARNm correspondant aux gènes codant pour l'invertase vacuolaire et l'isocitrate déshydrogénase NADP dépendante est significativement plus élevée chez les fruits doux. L'acide citrique stocké dans la vacuole des fruits acides inactiverait l'invertase vacuolaire alors que chez les fruits doux, il serait métabolisé dans le cytoplasme via la voie du « GABA shunt ». Les résultats de la soustraction des ADNc communs entre les fruits acides et doux ont conduit à sélectionner un fragment de gène, qui est sous-exprimé dans les fruits doux, mais son identité n’a pu être déterminée. Un modèle métabolique d'utilisation de l'acide citrique a été proposé sur la base de nos résultats.

  • Titre traduit

    Biochemical and molécular characterization of citrus fruit (Citrus sp. ). Metabolic model for organic acid and sugar utilization


  • Résumé

    Understanding organic acid and sugar accumulation processes in citrus fruit (Citrus sp. ) plays an important role for improving their organoleptic quality. The aim of our work was to identify metabolic pathways and genes involved in these processes. Our strategy was to compare acidity (pH, titratable acidity and organic acid composition) and sugar composition between acid and acidless citrus varieties from three species (orange, lemon and lime). Two different methods based on molecular biology tools were undertaken to identify genes putatively involved in the variation of organic acid and sugar concentrations: (1) « candidate gene » aproch coupled with quantification of mRNA (Real Time PCR) and (2) construction of a cDNA bank involved in the acid character using subtractive and suppressive hybridization (SSH). Biochemical characterization of fruits showed that pH of acidic varieties decreases during the first stage of development concomitantly with titrable acidity increase. Citric acid is the major organic acid involved in the variation of acidity. By contrast, no variation of acidity was observed with acidless fruits (pH and titratable acidity were constant. Lacking of citric acid accumulation in acidless fruit was related to a more important fructose concentration. Among the eight selected « candidate genes », vacuolar acid invertase and NADP-isocitrate dehydrogenase mRNA were quantitatively higher in acidless fruits that suggest that citric acid, from acidless fruits, is metabolized via the GABA shunt pathway instead of being stored in acidic fruits. SSH results allowed selecting a partial cDNA which is sub-expressed in acidless fruit. Its identity was not yet determined. A metabolic model was proposed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (139 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie : 166 références

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  • Bibliothèque : Université de Corse (Corte, Haute-Corse). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH ALB 72731
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