Contrôle transcriptionnel du développement de la graine des légumineuses : caractérisation fonctionnelle du gène LEC1-LIKE

par Jérôme Verdier

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Richard Thompson.

Soutenue en 2008

à Dijon .


  • Résumé

    La qualité nutritionnelle des graines des légumineuses constitue un enjeu économique majeur face aux besoins croissants en protéines végétales destinées à l’alimentation animale et humaine. Les facteurs de transcription (TFs) interviennent dans le contrôle transcriptionnel de l’accumulation des protéines de réserve. Ce travail a consisté (i) à définir un cadre d'étude du développement de la graine, (ii) à identifier des TFs potentiellement impliqués dans la phase de remplissage, (iii) à valider leur rôle chez la légumineuse modèle Medicago truncatula ainsi que leur influence sur la qualité de la graine de pois (Pisum sativum). Dans un premier temps, une vision globale de l'expression de 51k gènes pendant le développement de la graine a permis de mettre en évidence sept stades clefs du développement de la graine. Le profil d'expression de 712 facteurs de transcription (TFs) a été déterminé à ces stades par qRT-PCR. Les 170 TFs montrant une expression différentielle lors du développement de la graine ont été répartis dans différents groupes associés à l'embryogénèse, à la transition embryogenèse-remplissage, à la synthèse des différentes protéines de réserve et enfin à la dessiccation. Dans un deuxième temps, le rôle du facteur de transcription LEAFY COTYLEDON1-LIKE (L1L) a été étudié chez M. Truncatula et P. Sativum. Les résultats obtenus ont montré que, chez ces espèces, le gène L1L s'exprimait préférentiellement dans la graine lors de la transition embryogenèse-remplissage. L'analyse des mutants EMS et des transformants RNAi indique un rôle négatif de ce gène dans l'accumulation des protéines de réserve, ainsi qu'un rôle dans le caractère poids de la graine mature.

  • Titre traduit

    Transcriptional regulation of legume seed development : functional analysis of the LEC1-LIKE gene


  • Résumé

    The nutritional quality of legume seeds is an important economic issue in the light of the growing demand for vegetable protein for livestock consumption and humans. Certain transcription factors (TFs) play an important role in the transcriptional regulation of different seed storage proteins. The goal of this study has been (i) to define a framework of seed development, (ii) to identify TFs potentially involved in the filling phase, (iii) and to validate their role with the model legume Medicago truncatula and evaluate their influence on the pea seed quality (Pisum sativum). Firstly, an overview of the expression of 51k genes during seed development allowed us to identify seven key stages of seed development and corresponding molecular processes. These stages have been chosen for the profiling of 712 TFs using qRT-PCR. Out of these, 170 TFs showed differential expression during seed development. These have been divided into functional groups associated with late embryogenesis, the transition between embryogenesis and seed filling, the synthesis of vicilin, legumin A, legumin K and finally the desiccation processes. Secondly, we focused on the role of the transcription factor, LEAFY COTYLEDON1-LIKE (L1L) in legumes. Our results showed that in M. Truncatula and P. Sativum, L1L genes were expressed preferentially at the transition between embryogenesis and seed filling. Mutant analyses in both species indicated a negative role of this gene in seed storage protein accumulation, with a possible antagonistic role to that of LEC1. A sequence polymorphism of PsL1L correlated with grain weight, suggesting the fundamental role of the gene L1L in determining legume seed quality.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(viii-172 f.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres, [252] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2008/30
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