Dissection de la composition protéique des graines de pois : plasticité phénotypique et déterminisme génétique

par Michaël Bourgeois

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Judith Burstin.

Soutenue en 2008

à Dijon .


  • Résumé

    Actuellement, l'Europe fait face à des besoins importants en protéines végétales pour l'alimentation animale. Le pois pourrait répondre à ces attentes. Cependant, la teneur et la composition protéiques des graines sont à améliorer pour augmenter leur qualité nutritionnelle. L'objectif de cette thèse était de caractériser la composition protéique, d'analyser sa plasticité phénotypique et d'élucider son déterminisme génétique. Nous avons produit une carte de référence du protéome des graines matures (156 protéines identifiées dont plusieurs protéines de réserve). Le protéome a révélé une grande complexité liée à l'expression de familles multigéniques et au processing des protéines de réserve. Nous avons ensuite analysé le protéome des graines pour trois génotypes et dans trois environnements distincts. La composition a montré une importante plasticité phénotypique, l'effet du génotype étant cependant prépondérant. Après avoir produit une carte génétique (535 marqueurs dont 193 potentiellement impliqués dans la qualité nutritionnelle des graines) nous avons disséqué le déterminisme génétique de la composition. Des pql (protein quantity loci) des protéines majeures de la graine ont été détectés. Le controle génétique de la composition est apparu complexe : 312 pql ont été trouvés pour 191 spots. Des régulations communes ont été trouvées (colocalisations pql), et la majeure partie des pql expliquaient une part modérée de la variance (<20%). Nous avons identifié des locus-clés impliqués dans la modulation de la composition protéique, qui sont des cibles potentielles pour l'amélioration. Nous avons proposé des gènes candidats controlant la composition protéique de la graine.

  • Titre traduit

    Dissection of the pea seed protein composition : phenotypic plasticity and genetic determinism


  • Résumé

    Europe has to face important needs for plant proteins for animal nutrition. The pea crop could fulfil these expectations. Nevertheless, seed protein content and seed digestibility, closely linked to protein composition, needs to be improved to increase seed nutritional quality. The objective of this thesis was to provide a fine dissection of pea seed protein composition, to study its phenotypic plasticity and to elucidate its genetic control. By a quantitative proteomics approach, we have produced a 2-de reference map of the pea seed proteome (156 proteins were identified, a major part were storage proteins). The proteome exhibited a high complexity, probably resulting from the expression of multiple genes, as well as storage protein processing during seed development. Over three genotypes and three years of cultivation, the seed proteome displayed an elevated phenotypic plasticity, but the genotype effect was predominant. After having produced a genetic map focusing on functional markers involved in seed quality traits (535 markers in total), we have dissected the genetic determinism of protein composition. Pql (protein quantity loci) of major seed proteins were detected. This genetic determinism appeared complex: 312 pql were found for 191 spots. Common regulation mechanisms were shown, and most of the pql had moderate effects, explaining less than 20% of the variance. These results have allowed us to identify key-regulatory regions underlying the modulation of protein composition. They may constitute interesting targets for the improvement of the nutritional quality of pea seeds. Furthermore, we have proposed candidate genes controlling seed protein composition.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(176 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 121-133, [204] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2008/54
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