Réseau de gènes contrôlant l'andromonoecie chez le melon

par Dali Rashid

Projet de thèse en Biologie

Sous la direction de Abdelhafid Bendahmane et de Adnane Boualem.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , en partenariat avec Institut de Sciences des Plantes de Paris-Saclay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-12-2016 .


  • Résumé

    Comment le sexe d'une fleur ou d'une plante est contrôlée est une question centrale de la biologie du développement chez les plantes. Comprendre ce processus a également d'importantes implications pratiques en agriculture et en sélection des plantes, dans la mesure où le sexe des fleurs et des plantes constitue souvent un facteur limitant de la sélection et de la production des plantes cultivées. Le déterminisme du sexe est un processus qui aboutit à la séparation physique des structures à l'origine des gamètes mâles et femelles, soit sur des fleurs séparées sur une même plante, pour les espèces monoïques, soit sur des individus séparés, dans le cas des espèces dioïques. Chez les Cucurbitacées, plusieurs espèces dont le concombre (Cucumis sativus) et le melon (Cucumis melo), portent des primordiaux floraux bisexués, qui se développent en fleurs unisexuées. Le type sexuel est déterminé par l‟inhibition sélective au cours du développent, soit des étamines mâles, soit du carpelle femelle. Chez le melon, le déterminisme du sexe est contrôlé par le gène a (andromonoecious) et le gène g (gynoecious). L‟interaction des allèles à ces deux loci conduit à différents types sexuels. Les plantes monoïques (A-G-) et andromonoïques (aaG-) portent des fleurs mâles sur l‟axe principal et, respectivement, quelques fleurs femelles ou hermaphrodites suivie de fleurs mâles sur les rameaux axillaires. A l‟opposé, les plantes gynoïques (A-gg) ou hermaphrodites (aagg) portent respectivement que des fleurs femelles ou hermaphrodites. De plus, chez les Cucurbitacées, l‟expression des types sexuels peut être modulée par l‟application d‟hormones, telle l‟éthylène, ainsi que par les facteurs environnementaux. Le clonage du gène a a révélé que l‟andromonoécie résulte d‟une mutation dans le site actif de l‟enzyme 1-aminocyclopropane-1-acide carboxylique synthase, CmACS-7. De même, nous avons cloné le gène g et montré que la transition fleurs mâles - fleurs femelles dans les lignées gynoïques résulte de modifications épigénétiques dans le promoteur d‟un facteur de transcription, CmWIP1. De plus, nous avons montré que CmWIP1 réprime de manière épistatique l‟expression de CmACS-7, permettant ainsi le développement des étamines. L‟ensemble de ces données nous a permis de proposer un modèle dans lequel les deux gènes interagissent pour contrôler le développement des fleurs mâles, femelles et hermaphrodites. Le but de ce projet est d‟utiliser les informations de séquences des gènes CmACS-7 et CmWIP1 comme point de départ pour comprendre comment ces deux gènes contrôlent le sexe de la plante. La stratégie proposée repose sur les compétences complémentaires des 6 partenaires du projet et sur l‟intégration des données qui seront obtenues par la combinaison de différentes technologies omiques‟. Les hypothèses et les concepts seront validés par une approche génétique. Le but final du projet de these est réseau de gènes contrôlant l'andromonoecie chez le melon. Les résultats et les concepts qui seront obtenus sur le modèle melon seront testés sur d'autres Cucurbitacées.

  • Titre traduit

    Gene network controling andromonoecy in melon


  • Résumé

    How the sex of a flower or male stamens, or the female carpel. In melon, the determinism of sex is controlled by the gene a (andromonoecious) and g (gynoecious) gene. L ‟ interaction of alleles at these two loci leads to different mating types. The Monoecious plants (A - G-) and andromonoecious (aaG) - carry male flowers on l ‟ main axis and, respectively, a few female flowers or hermaphrodites followed by male flowers on axillary branches. L ‟ opposed, the plants gynoiques (A - gg) or hermaphrodites (aagg) are respectively than female or hermaphrodite flowers. Of most in the Cucurbitaceae, l ‟ expression of sexual types can be modulated by l ‟ d application ‟ hormones, such l ‟ ethylene, as well as by environmental factors. Cloning of the gene has revealed that l ‟ andromonoecie results from ‟ a mutation in the active site of the ‟ enzyme 1-aminocyclopropane-1-acid synthase carboxylic, CmACS-7. Similarly, we have cloned the gene g and shown that the transit male flowers - female flowers in the gynoiques lineages results from epigenetic changes in sponsor d ‟ a transcription factor, CmWIP1. In addition, we showed that CmWIP1 represses way epistatic l ‟ CmACS-7 expression, allowing the development of stamens. L ‟ all these data allowed us to propose a model in which two genes interact to control development of the male, female and hermaphrodite flowers. The goal of this project is d ‟ use the information of sequences of the genes CmACS-7 and CmWIP1 as a starting point to understand how these two genes control the sex of the plant. The proposed strategy is based on the complementary skills of 6 of the project partners and l ‟ data integration which will be obtained by the combination of different technologies "omics ‟." The assumptions and concepts will be validated by a genetic approach. The final goal of the thesis project is a network of genes that control the andromonoecie in melon. Results and concepts that will be obtained on the melon model will be tested on other Cucurbits.