Etude et fonctionnalité de promoteurs graines spécifiques de lin dans les embryons de plantes en développement : synthèse d'acides gras inhabituels dans les plantes oléagineuses : impact sur le métabolisme cellulaire

par Emeline Rosiau

Thèse de doctorat en Biotechnologie

Sous la direction de Brigitte Thomasset.

Soutenue en 2009

à Compiègne .


  • Résumé

    Les lipides sont stockés en grande quantité dans les végétaux. Leur synthèse repose sur des réactions enzymatiques compartimentées régulées. L'isolement des gènes impliqués dans cette synthèse et l'utilisation du génie génétique ont permis la modification de la composition en huile des plantes oléagineuses. La réussite des modifications dépend de la disponibilité de méthodes de transformation, simple et efficace, et du niveau d'expression de transgènes. Dans ce travail, trois nouveaux promoteurs «graine-spécifique» isolés du lin (Elongase, Hydroxy, Oléosine) ont été testés afin de déterminer leur fonctionnalité spatio-temporelle chez Arabidopsis thaliana et le lin. Seul, le promoteur Oléosine permet une expression importante des transgènes dans les graines pendant la phase d'accumulation des réserves. La présence de branchements méthyles confère aux acides gras d'excellentes propriétés physico-chimiques utilisables dans le domaine de la lubrification. Trois gènes bactériens impliqués dans la synthèse d'un précurseur méthylé ont été nécessaires pour obtenir des acides gras branchés : la thréonine désaminase d'E. Coli, les sous-unités a et de la PCCase de S. Rneliloti, le domaine KS de la MAS de ML tuberculosis. Des plantes transgéniques de colza et de lin ont été produites et analysées pour leur potentialité à synthétiser de nouveaux composés (acides gras ou acides aminés branchés). Pour comprendre l'impact de ces modifications sur le métabolisme cellulaire d'embryons de colza, une étude de leur transcriptome et de leur protéome a été réalisée.

  • Titre traduit

    Study and functionality of flax seed specific promoters in developing plant embryos: synthesis of unusual fatty acids in oilseed plants: effect on the cellular metabolism


  • Résumé

    Lipids are accumulated to high levels in oilseed plants. Their synthesis is based on highly compartmented enzymatic reactions specially regulated. The majority of these plant oils are used for food. However, there is a need for adapted oils for industrial uses. Modification of the pattern of fatty acids in oil was performed by integrating spécifie genes into the plant genome promoting. The success of such genetic modifications is dependent on bath the establishment of efficient transformation protocols and level at which transgenes are expressed in cells. Ln this work, three novel linseed promoters (Elongase, Hydroxy, Oleosin) have been tested for their capacity to induce gene expression specifically in embryos. Only the Oleosin promoter was shown to be functional in seeds, during the accumulation of réserves (10-30 DAF) and allowing a high level of expression for the transgenes. Previous studies have shown that integration of methyl groups into the carbon chain of fatty acids improved oil physical and chemical properties, For this purpose, three bacterial genes implicated in the synthesis of methyl precursors (Threonine desaminase, propionyl CoA carboxylase) and in the elongation of carbon chains (Mycocerosid acid synthase) were used to promote the production of branched chain fatty acids in rapeseed and linseed plants. However, some redirection of the synthesis towards the production of branched amino acids was observed in these transgenic plants. A part of this work was devoted to the analysis of the impact of the expression on the cellular metabolism by using functional genomic approaches: transcriptomic and proteomic.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 163 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 ROS 1850
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