Molecular cloning, functional characterization and expression of potato (Solanum tuberosum) 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate synthase 1 (StDXS1) in response to Phytophthora infestans.

Henriquez, M.A., Soliman, A., Li, G., Hannoufa, A., Ayele, B.T., et Daayf, F. (2016). « Molecular cloning, functional characterization and expression of potato (Solanum tuberosum) 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate synthase 1 (StDXS1) in response to Phytophthora infestans. », Plant Science, 243, p. 71-83. doi : 10.1016/j.plantsci.2015.12.001  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La 1-désoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase (DXS) catalyse la première étape de la voie plastidiale du 2C-méthyl-D-érythritol-4-phosphate (DOXP-MEP) qui joue un rôle dans la biosynthèse des isoprénoïdes. Dans cette étude, nous avons cloné l’ADNc entier du gène DXS de la pomme de terre, désigné StDXS1. Cet ADNc code un peptide de 719 acides aminés, de 77,8 kDa de MM. Le génome de la pomme de terre ne contient qu’une seule copie de l’ADN codant ce peptide. L’analyse phylogénétique et l’alignement des séquences protéiniques ont assigné StDXS1 à un groupe d’homologues de la DXS d’espèces étroitement apparentées et ont révélé un homéodomaine identique à des DXS d’autres espèces végétales. Les symptômes du mildiou sont apparus parallèlement à une réduction du nombre de transcrits du StDXS1, une réduction qui pourrait être associée à la concentration d’isoprénoïdes permettant de protéger la plante contre les pathogènes. La localisation subcellulaire indique que le StDXS1 cible les chloroplastes, lieu de synthèse des isoprénoïdes. Chez les plantes d’Arabidopsis exprimant le gène StDXS1, nous avons constaté une plus grande accumulation de caroténoïdes et de chlorophylle que chez les témoins sauvages. Les concentrations d’acide abscissique et de gibbérellines que nous avons trouvées dans les lignées DXS transgéniques étaient aussi plus faibles que celles observées chez les plantes témoins, ce qui reflète les taux de germination plus élevés des lignées DXS transgéniques. Aucun changement n’a été relevé dans les teneurs en acide jasmonique et en acide salicylique. Certains gènes en aval de la voie DOXP-MEP, notamment les gènes GGPPS, étaient régulés à la hausse dans les lignées transgéniques.

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