Caractérisation des gènes PR10 chez Vitis vinifera et étude de leur expression durant l'embryogenèse somatique

Characterization of Vitis vinifera PR10 genes and analysis of their expression during somatic embryogenesis

• Auteur / Autrice : Sylvain Lebel
• Direction : Bernard Walter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 13/12/2010
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Vigne Biotechnologie et Environnement

Mots clés

Mots clés contrôlés

Embryogenèse somatique

Mots clés libres

PR10

Genes pathogenesis-related

Embryogenese somatique

Analyse génomique

PR10

Pathogenesis-related genes

Somatic embryogenesis

RT-PCR quantitative

Genomic analysis

Résumé

Le sujet de ma thèse était de décrire sur le plan moléculaire le processus d'embryogenèse somatique chez la vigne. Pour cela, les étapes-clés d'entrée et de sortie du cycle d'embryogenèse secondaire ont été caractérisées par l'analyse de l'expression de quelques gènes impliqués dans le développement ou la défense, en particulier les gènes PR10.Grâce à l'exploitation de la séquence complète du génome de Vitis vinifèra disponible sur le site du Genoscope, j'ai pu caractériser exhaustivement la famille multigènique des PR10. Celle-ci est composée de 17 séquences disposées en tandem et formant un cluster compact sur le chromosome 5, dont 3 pseudogènes et au moins 13 séquences transcrites. L'expression de 10 de ces gènes a d'abord été analysée par RT-PCR semi-quantitative dans différents organes de la plante et dans des tissus traités au 2,4-D. Elle suggère une diversification fonctionnelle marquée. De plus, le niveau d'expression de plusieurs gènes PR10 est élevé dans les cals embryogènes, suggérant qu'ils pourraient jouer un rôle lors de l'embryogenèse somatique. L'étude de l'expression des gènes PR10 par RT-PCR quantitative en temps réel dans différents tissus ayant montré une capacité embryogénique variable lorsqu'ils sont soumis à un traitement par le 2,4-D met en évidence que le niveau d'expression varie entre les gènes et selon les tissus. L'expression de certains gènes est fortement induite par le 2,4-D dans les tissus à capacité embryogénique et seulement faiblement dans les tissus ne donnant jamais d'embryons somatiques, ce qui suggère fortement que ceux-ci pourraient être des marqueurs de la capacité embryogénique chez la vigne.

The objective of my work was to analyse the somatic embryogenesis process of Vitis vinifera at a molecular scale. Thus, the expression of genes implied in development or defence, especially PR10 genes, was monitored during the key-steps of entrance and exit of secondary somatic embryogenesis. The complete sequence of the Vitis vinifera genome available on the Genoscope website allowed the exhaustive characterization of the PR10 multigene family, which is constituted by 17 sequences localised on a tandem array on the chromosome 5. Among these 17 sequences, 3 are pseudogenesand at !east 13 are transcribed sequences. The expression of 10 PR10 genes was first monitored in various grapevine tissues and in tissues after 2,4-D treatment using semi-quantitative RT-PCR. The results suggest a strong functional diversification. Moreover, the expression of several PR10 genes is high in embryogenic calli, suggesting that these genes could intervene in somatic embryogenesis. The expression of PR10 genes was also monitored in tissues showing different somatic embryogenic capabilities under 2,4-D treatment using quantitative RT-PCR. The results show that regulation of PR10 genes is dependent of the gene and tissue considered. Moreover, the expression of some genes is highly induced by 2,4-D treatment in tissues having embryogenic capability, white it is only weakly induced in tissues having no embryogenic capability, suggesting that these gene could be markers of embryogenic capability in grapevine.