Mise en place d'une approche de fluxomique chez le fruit de tomate : étude de transformants surexprimant des hexokinases

par Raphaël Henri

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé

Sous la direction de Martine Dieuaide-Noubhani.

Soutenue en 2008

à Bordeaux 2 .


  • Résumé

    Chez le fruit de tomate, les teneurs en sucres, acides aminés et acides organiques contribuent à ses caractéristiques gustatives et nutritionnelles et la richesse en protéines et en paroi végétale conditionne en partie sa texture. La connaissance et la compréhension de lka régulation du métabolisme du fruit de tomate sont essentielles pour en améliorer la qualité. Pour cela, pendant cette thèse, nous avons développé un outil de fluxomique, afin de quantifier des flux de carbone dans le métabolisme intermédiaire du péricarpe de fruit de tomate. Nous avons défini des conditions pour l'analyse des flux chez la tomate : des lamelles de péricarpe sont excisées et incubées dans une solution nutritive. La détermination d'une vingtaine de flux a été réalisée sur la variété Ailsa Craig, par marquage des métabolites avec du [1-13C]- et du [2-13C]-glucose dans des conditions d'état stationnaire isotopique et métabolique, après mesure d'enrichissements de composés par RMN du 1H et du 13C et optimisation du calcul des flux du réseau impliqué. Cette étude réalisée sur trois milieux de culture, le milieu MS/10 de référence, le milieu MS dix fois plus concentré, et le milieu MS*+Glutamine à la fois source de carbone et d'azote organique, a permis de tester la robustesse du réseau métabolique. L'application de cette méthodologie à des tomates surexprimant des hexokinases de levure (Y32) et d'Arabidopsis (HK4 et HK37) a permis de définir des perturbations du métabolisme sur HK4 : cette lignée présente une augmentation du cycle des hexoses-P et une réduction du flux de la voie des pentoses phosphates, ce qui pourrait expliquer une réduction de croissance observée in planta.

  • Titre traduit

    Development of a fluxomic approach in tomato fruit : study of tomato fruits overexpressing hexokinase


  • Résumé

    In tomato, concentrations in sugars, amino acids and organic acides determine partly fruit's taste and nutritional characteristics. Moreover, proteins and cell wall determine mainly its texture. Metabolism knowledge and apprehension of its regulation in tomato fruit are essentials to ameliorate its quality. In this work, we have developed a fluxomic tool to quantify carbon fluxes in intermediary metabolism in tomato fruit pericarp. We have first defined conditions for flux analysis in tomato fruit : pericarp slices are excised and incubated in nutritive solution. Determination of about 20 fluxes were performed with Ailsa Craig, using labeling carbon experiments with [1-13C]- and [2-13C]-glucose. After metabolic and isotopic steady state, measurements of metabolite enrichments by 1H and 13C NMR were used to calculate fluxes of the metabolic network. This study, performed on three media, MS/10, the medium reference, MS ten more concentrated and MS*+Glutamine for carbon and organic source, allowed to test the network robustness. Fluxes analyses were then performed on tomato fruits over expressing yeast (Y32) and Arabidopsis hexokinase (HK4 and HK37). We showed metabolism perturbations in HK4 : the increase in the hexoses-P cycle and the decrease in the pentoses-P pathway. These modifications could explain the reduction of fruit development in this genetically affected plant.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 p.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 165-176 Annexes

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque des Sciences du Vivant et de la Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : CMTB 2008-1589
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