Les gènes de transporteurs de sucres dans la réponse au déficit hydrique et le rôle des protéines ASR dans la régulation de l'expression du gène du transporteur d'hexoses VvHT1 chez la Vigne (Vitis vinifera)

par Anna Medici

Thèse de doctorat en Biologie des organismes ; biotechnologies animales, végétales et microbiennes

Sous la direction de Rossitza Atanassova et de Maryse Laloi.

Soutenue en 2010

à Poitiers .


  • Résumé

    La répartition des sucres requiert l'activité de transporteurs membranaires et représente une étape cruciale dans la réponse de la plante au déficit hydrique. Les séquences de 63 transporteurs de sucres ont été identifiées chez la Vigne. L'analyse in silico a identifié 7 sous familles de tranporteurs de monosaccharides et plusieurs élements cis de régulation dans les promoteurs. L'analyse d'expression par macroarray a permis d'identifier 4 gènes de transporteurs fortement exprimés dans tous les organes végétatifs (VvHT1, VvHT3, VvPMT5, VvSUC27), d'autres préférentiellement exprimés dans les feuilles matures (VvHT5), les racines (VvHT2) et les pépins (VvHT3, VvHT5) et 3 régulés au cours du développement de la baie (VvHT2, VvTMT1, VvTMT2). L'analyse par macroarray révèle que l'expression de VvHT5, VvSUC11, VvGIN2 et VvMSA est induite dans les feuilles matures, en réponse au déficit hydrique alors que l'expression de VvHT1 est inhibée. La carence en eau déclenche l'accumulation de glucose, fructose et saccharose dans les feuilles matures de Vigne. Le gène VvMSA a été surexprimé ou réprimé dans des cellules embryogènes de Vigne génétiquement modifiées. La répression de VvMSA diminue l'activité d'absorption du glucose et l'expression de VvHT1. Le phénotype des vitroplants régénérés ainsi que l'expression de VvHT1 et VvMSA ont été étudiés en condition in vitro et ex vitro. Les résultats obtenus suggèrent la présence d'une voie de régulation de l'expression du gène VvHT5 par le fructose. Un modèle de la signalisation glucidique dans l'expression du gène VvHT1 est proposé, comprenant une voie de régulation par les disaccharides et deux par le glucose, un VvMSA-dépendant et un VvMSA-indépendant.

  • Titre traduit

    Sugar transporter genes in response to water deficit and the involvement of ASR proteins in the expression regulation of the hexoses transporter gene VvHT1 in Grapevine


  • Résumé

    Sugar allocation mediated by membrane transporters is strongly affected by water deficit. The sequences of 63 sugar transporters were identified in Grapevine. The in silico analysis identify 7 monosaccharide transporters subfamilies and several cis elements in the promoter regions. Macroarray expression analysis showed that 4 sugar transporter genes are strongly expressed in all vegetative organs (VvHT1, VvHT3, VvPMT5, VvSUC27), some others are preferentially expressed in mature leaf (VvHT5), in root (VvHT2), in seed (VvHT3, VvHT5) and 3 genes are regulated during berry development (VvHT2, VvTMT1, VvTMT2). Macroarray gene expression analysis showed that VvHT5, VvSUC11, VvGIN2 and VvMSA are up-regulated in mature leaves under drought conditions and that VvHT1 was down-regulated. Water deficit triggers a strong accumulation of glucose, fructose and sucrose in water stressed leaves. VvMSA gene was overexpressed or silenced in grape embryogenic cells by genetic transformation. The silencing of VvMSA affects glucose uptake activity and VvHT1 expession. The Grapevine plants phenotype and the expression of VvHT1 and VvMSA expression were studied under both in vitro and ex-vitro conditions. For the first time, the involvement of sugar transporters and VvMSA in the response to water stress in Grapevine is demonstrated. A model for sugar signalling involved in VvHT1 gene expression is proposed, including a disaccharide pathway and two glucose regulatory mechanisms, one VvMSA-dependent and another VvMSA-independent. Finally, our results reveal the importance of VvHT1 hexoses transporter under heterotrophic conditions.

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  • Détails : 1 vol. (146 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 268 réf.

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