Identification et caractérisation des éléments cis régulateurs des promoteurs des gènes EgCAD2 et EgCCR codant des enzymes clés de la voie de biosynthèse des lignines chez l'Eucalyptus

par Anjanirina Rahantamalala

Thèse de doctorat en Biosciences végétales, biotechnologies végétales

Sous la direction de Jacqueline Grima-Pettenati et de Victor Louis Ramboarivelo Jeannoda.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 en cotutelle avec l'Université d'Antananarivo, Madagascar .

mots clés

• Cad
• Ccr
• Myb
• Eucalyptus
• Tabac
• Xylème
• Lignines
• Paroi cellulaire secondaire
• Bois
• Régulation transcriptionnelle
• Promoteurs
• Facteurs de transcription
• Régulation génétique
• Promoteurs (génétique)
• Xylème
• Lignine

Résumé

La cinnamoyl CoA réductase (CCR) et l'alcool cinnamylique deshydrogénase (CAD) sont les enzymes terminaux de la voie de biosynthèse des monomères de lignines, polymères phénoliques pariétaux. Nous avons entrepris la caractérisation fonctionnelle des éléments cis des promoteurs EgCAD2 et EgCCR d'Eucalyptus gunnii potentiellement impliqués dans l'expression vasculaire de ces gènes, via une approche de mutagenèse dirigée. Nos résultats montrent l'importance majeure des éléments cis de type MYB pour la formation des complexes ADN-Protéines in vitro et pour l'activation de la transcription des gènes dans les tissus vasculaires de tiges de tabac. Dans le promoteur EgCAD2, nous avons identifié un nouvel élément cis " BSb " qui joue un rôle dans l'expression cambiale. Nous avons également optimisé un protocole de purification biochimique des protéines régulatrices capables de reconnaître les éléments régulateurs cis.

Titre traduit

Identification and functional characterization of cis regulatory elements in the promoters of the EgCAD2 and EgCCR genes encoding key enzymes of the lignin biosynthesis pathway in Eucalyptus

Résumé

The cinnamoyl CoA reductase (CCR) and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) are the two terminal enzymatic steps for the biosynthesis of lignin monomers, phenolic cell wall polymers. To functionally characterize the cis elements identified in EgCAD2 and EgCCR promoters of Eucalyptus gunnii putatively involved in the vascular expression of these genes, a site-directed mutagenesis approach was performed. The cis elements MYB were shown to be critical for the formation of DNA-protein complexes in vitro and for the transcriptional activation of EgCAD2 and EgCCR in the vascular tissues of tobacco stems. We have also identified a new cis element (BSB) in the EgCAD2 promoter, important for the expression in the cambial zone. Finally, we have optimized a protocol for the biochemical purification of cognate trans protein factors able to recognize these regulatory elements.