Influence de l'éthylène sur le développement des baies de raisin et expression des gènes apparentés

Le raisin est considéré comme un fruit non climactérique dont la maturation ne nécessite pas l’utilisation de l'éthylène. Cependant, les travaux antérieurs ont montré que l'éthylène était capable d'influencer les processus physiologiques pendant maturation de baies du raisin mais d’autres fonctions apparentées et d’autres gènes restent encore à découvrir. Un des effets de l'éthylène est principalement l ‘augmentation d’accumulation des anthocyanes, les pigments de baies du raisin rouges. Nous avons choisi de travailler avec le cépage Cabernet Sauvignon. Dans la première partie de cette étude, il est confirmé que cette accumulation est en relation avec une accumulation de l’UDP glucose-flavonoid 3-O-glucoslyltransferase (UFGT), l’enzyme clé dans la biosynthèse et dans la stabilité d'anthocyanins. Cette étude a montré qu'un inhibiteur spécifique de récepteurs de l'éthylène (1-methylcyclopropene) inhibe l'accumulation du mRNA de l'ufgt dans les baies du raisin. Une région du promoteur de l’'ufgt a été clonée et il a été trouvé sept cis -éléments éthylène-dépendants. D’autres cis-éléments apparentés à trois signaux majeurs (lumière, sucre, et acide absicique) connus pour stimuler l'accumulation des anthocyanes chez les plantes, ont été trouvés dans le promoteur de l’ufgt. De plus, cette étude a montré la stimulation d'expression de l'ufgt par l’éthylène n'est pas dépendant de MybA, des régulateurs clé de la transcription de l'ufgt. Des expériences ont alors été conçues alors pour étudier l’ensemble des gènes affecté par éthylène au commencement de la maturation de la baie de raisin. Les résultats ont montré que seuls 80 des 15,135 gènes des lames de microarray ont été significativement modulés par un traitement de 24 heures par l'éthylène (4 μl.l -1 ), 8 semaines après avoir fleuri. Parmi ces 80 gènes, quelques uns ont aussi montré une induction rapide dans une expérience préliminaire avec traitement à l'éthylène d'une heure seulement. Dans la dernière partie de ce travail, l'étude s'est concentrée sur la variation d'accumulation de plusieurs mRNAs affectée par l’éthylène au début de la maturation. En particulier par rapport au diamètre de la baie, qui un des caractères importants dans la production du raisin. Son augmentation pendant la phase de la maturation est principalement due à l’import de sève élaborée et à des modifications de la paroi des cellules, ce qui permet un allongement cellulaire. Nous avons observé que l'application de l'éthylène à la véraison a entraîné une augmentation de la dimension des baies. Cela était corrélé avec les changements dans l'expression de plusieurs gènes, classés deux groupes: i) gènes de « circulation de l‘eau »: plusieurs aquaporines (AQUA), et ii) gènes de structure de la "paroi cellulaire": polygalactoronases (PG), xyloglucan endotransglycosylases (XET), pectine methylesterase (PME), cellulose synthase (CS) et expansines (EX). Leurs profils d'expression ont été suivis au cours du développement de la baie, ou dans trois tissus de la baie (pellicule, pulpe et pépin) au début de la véraison. L'éthylène stimule l'accumulation de la plupart de leurs transcrits en une heure, voire 24 heures. Ce travail de doctorat apporte de nouveaux éléments au sujet de la participation d'éthylène dans le développement et de la maturation de baies du raisin.