Determination Of The Gene Networks Controlling Sex Determination In Cucurbitaceae

par Fadi Abou Choucha

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Abdelhafid Bendahmane.

Le président du jury était Jacqui Shykoff.

Le jury était composé de Abdelhafid Bendahmane, Jacqui Shykoff, Ikram Blilou, Mohamed Zouine, Catherine Dogimont.

Les rapporteurs étaient Ikram Blilou.

  • Titre traduit

    Détermination des réseaux de gènes contrôlant la détermination du sexe chez les cucurbitacées


  • Résumé

    La molécule de l’éthylène (C2H4) est le régulateur principal du sexe chez les cucurbites. Essentiellement, l’éthylène est connu pour son rôle promoteur dans le développement des carpelles et un rôle inhibiteur des étamines dans les fleurs du melon. L’interaction entre les biosynthétique gènes de l’éthylène (CmACS7, CmACS11, et CmACO3) et le facteur de transcription CmWIP1 détermine différentes formes du sexe chez le melon. Le rôle de ces gènes est bien étudié chez le melon. Cependant, le mécanisme qui contrôle l’initiation et la coordination de formation des étamines et des carpelles dans la fleur reste ambigu. En reposant sur l’importance de l’éthylène dans l’expression du sexe chez le melon, j’ai focalisé sur l’identification des gènes impliqués dans la voie signalisation éthylène-sexe. Au cours de la thèse, le criblage des mutants altérés dans la réponse à l’exogène éthylène nous facilitait d’identifier des nouveaux gènes impliqués dans la détermination du sexe chez la famille de Cucurbitacée. Pendant ma thèse j’ai isolé plus de 10 mutants insensibles à l’éthylène de différentes populations du melon. Deux mutants ont été isolés de deux populations monoïques indépendantes. Ces deux mutants provoquent une transition partielle et complète au melon andromonoïque dans la génération M2, respectivement. Un de ces deux mutants a été identifié et caractérisé. Deux autres mutants gsn106 et vat233 ont été criblés de deux populations andromonoïque, provoquent une transition complète et partielle à androïque melon, respectivement. En utilisant le séquençage à haute débit et les analyses génétiques j’ai essayé de cloner et caractériser ces gènes mutants. Par ailleurs, des autres mutants insensibles à l’éthylène sont en cours d’être phénotypes pour le phénotype du sexe. L’isolation et caractérisation des nouveaux gènes impliqués dans le déterminisme du sexe nous aidera pour mettre en place un model clair explant comment le sexe est contrôlé chez les plantes.


  • Résumé

    Ethylene (C2H4) is an important phytohormone in plants and the main sex regulator in the family Cucurbitaceae. As known, the ethylene promotes the carpel development and inhibits the stamens in the melon flower (Cucumis melo L.). The interplay of the biosynthesis genes (CmACS7, CmACS11, et CmACO3) and the transcription factor CmWIP1 generates different sexual forms in melon. The role of these genes in the sex expression is well studied. However, the mechanism that controls the initiation and coordination of stamen and carpel development in the flower remains ambiguous. Based on the importance of the ethylene in the sex determination, I aimed to isolate novel genes involved in the pathway ethylene-sex in the melon (Cucumis melo L.). For this purpose, I used the response to exogenous ethylene in the etiolated seedlings (known as the triple response phenotype) to isolate ethylene-insensitive mutants. During my thesis I isolated more than 10 ethylene-insensitive mutants from six EMS-mutagenised melon populations. Some of these mutants induced changes in the sex expression of the melon. . Two mutants were isolated from two independent monoecious populations (female and male flowers on the same plant) and induced a partial and a complete sexual transition to the andromonoecious melon in the second generation M2, respectively. One of them was cloned and characterized using Omics tools. Two other mutants (gsn106) and (vat233) screened from two independent andromonoecious melon (bisexual and male flowers on the same plant) populations, induced complete and partial sexual transitions into androecy (only male flowers), respectively. Using Next-Generation Sequencing (NGS) and the genetic analysis, we are trying to clone and characterise these mutants (gsn106) and (vat233). In the same way, we continue to observe others promising ethylene-insensitive mutants (vat306, vat175, and vat230) for the sex phenotype. The isolation and characterisation of novel genes involved in the sex determination will permit to provide a new and clear model explains of the sex determination mechanism in plants.


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