Pleiotropic changes in Arabidopsis f5h and sct mutants revealed by large-scale gene expression and metabolite analysis.

Huang, J., Bhinu, V.-S., Li, X.L., Bashi, Z.D., Zhou, R., et Hannoufa, A. (2009). « Pleiotropic changes in Arabidopsis f5h and sct mutants revealed by large-scale gene expression and metabolite analysis. », Planta, 230(5), p. 1057-1069. doi : 10.1007/s00425-009-1007-2  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les esters de l’acide hydrocinnamique, la lignine, les flavonoïdes, les glucosinolates et l’acide salicylique protègent les végétaux contre l’exposition aux rayons UV, le stress oxydatif, les maladies et les herbivores. Certains membres de la famille des Brassicacées, dont Arabidopsis thaliana et Brassica napus, accumulent dans leurs graines, par l’entremise de la voie des phénylpropanoïdes, de grandes quantités de sinapoylcholine (sinapine), un composé antinutritif. Nous avons réussi à réguler négativement l’activité d’enzymes clés dans cette voie, dont la F5H et la SCT et nous avons obtenu une réduction de sinapine et de lignine dans les graines de B. napus. Toutefois, nous ne savions pas encore exactement comment plusieurs caractères agronomiques des plantes transgéniques étaient modifiés. Dans le présent article, nous signalons la modification de l’expression à grande échelle de nouveaux allèles des mutants f5h et sct d’A. thaliana et l’accumulation résultante de sinapoylglucose, de disinapoylglucose, de quercétine 3 O rhamnoside, de glucoside de l’acide salicylique et d’indole glucosinolates totaux chez les deux mutants. L’expression de plusieurs gènes intervenant dans la floraison était modifiée chez ces mutants lorsqu’ils étaient cultivés dans des conditions de sécheresse et en présence de NaCl. En outre, les deux mutants étaient davantage sensibles aux infections fongiques que le type sauvage. Des expériences sur micropuce ont permis d’observer des profils d’expression spatio-temporels distincts de groupes de gènes intervenant dans les processus de développement de la silique et de la graine et la biosynthèse de métabolites chez ces mutants. Dans l’ensemble, ces résultats indiquent que les mutants f5h et sct présentent des différences importantes en ce qui a trait à l’accumulation de divers métabolites dans la graine et de profonds changements au niveau de l’expression génique globale à grande échelle, ce qui se traduit par des différences dans les réponses pléiotropes à des signaux environnementaux. Matériel électronique supplémentaire. La version en ligne de cet article (doi:10.1007/s00425-009-1007-2) renferme du matériel supplémentaire que les utilisateurs autorisés peuvent consulter.

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