Isolement et caracterisation de genes impliques dans la biosynthese d'arômes chez le melon Cantaloup Charentais

par Fikri El Yahyaoui

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire végétales

Sous la direction de Jean-Claude Pech et de Alain Latché.

Soutenue en 2001

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Melons (fruits) -- Amélioration génétique
• Composés organiques volatils
• Isolement des gènes végétaux

Résumé

Les melons Cantaloup Charentais sont hautement aromatiques, avec une contribution majeure des esters aliphatiques et branchés. En utilisant une lignée transgénique dont la production d'éthylène a été considérablement inhibé par les ARNm ACC oxydase (ACO) antisens, nous avons recherché quelles sont les étapes de la biosynthèse d'esters régulées par l'éthylène. Nos données montrent que la production d'esters, tels que l'acétate d'hexyle et de butyle, est bloquée dans les fruits AS et qu'elle est restaurée par l'éthylène. La formation d'esters est inhibée dans les fruits AS aux étapes de réduction des acides et des aldéhydes; l'étape de transfert de l'acétyle sur l'alcool n'étant pas affectée. Cependant, le traitement des fruits AS avec un inhibiteur d'éthylène, le 1-méthlcyclopropène (1-MCP) provoque une réduction de 50% de l'activité AAT, indiquant que cette partie est dépendante de l'éthylène. La présence de profils différentiels d'activité AAT entre les fruits de la lignée non transformée (WT) et de la lignée AS, après une purification partielle sur colonnes FPLC, indique la présence d'au moins deux isoformes d'alcool acyl-tansférase. Plusieurs gènes potentiellement impliqués dans la production d'arômes ont été isolés par la technique de "Différential Display". Deux gènes (CM-AAT1 et CM-AAT2) très conservés (87% d'identité au niveau des acides aminés) putativement impliqués dans la production d'esters volatils, ont été caractérisée en détail. L'identité avec la seule alcool acyl-transférase (AAT) de fruits caractérisée jusque là (fraise) est au plus de 21 %. Les deux gènes sont spécifiquement exprimés dans les fruits à un niveau élevé au début et au milieu de la phase de maturation et à un niveau décroissant au-delà. Leur expression est réduite dans les fruits AS et les fruits WT traités au niveau 1-MCP. Le clonage de ces deux gènes dans la levure révéle que la protéine CM-AAT1 possède une activité AAT alors que CM-AAT2 ne manifeste aucune activité, malgré une très forte homologie de séquence. La majorité des esters produits dans le melon peuvent être générés par CM-AAT1. Cependant, certains esters ne sont pas produits par cette protéine, alors qu'ils sont présents dans le fruit, indiquant ainsi que d'autres AAT jouent probablement un rôle dans la production d'esters chez le melon.

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