Publications du Service canadien des forêts

Heterologous over-expression of ACCSYNTHASE8 (ACS8) in Populus tremula x P. albaclone 717-1B4 results in elevated levels of ethylene and induces stem dwarfism and reduced leaf size through separate genetic pathways. 2014. Plett, J.M.; Williams, M.; LeClair, G.; Regan, S.; Beardmore, T. Frontiers in Plant Science 5: 514

Année : 2014

Disponible au : Centre de foresterie de l'Atlantique

Numéro de catalogue : 36377

La langue : Anglais

Disponibilité : PDF (demande par courriel)

Disponible sur le site Web de la revue ou du journal.
DOI : 10.3389/fpls.2014.00514

† Ce site peut exiger des frais.

Sélectionner

Résumé

La hauteur des plantes est un important caractère agronomique et horticole qui influe sur la productivité, la durabilité et l’aspect esthétique des végétaux. Il a été démontré qu’un certain nombre d’hormones végétales telles que l’acide gibbérellique, l’auxine et l’éthylène ont un effet déterminant sur l’architecture et la taille des plantes. Une réduction de la synthèse de l’acide gibbérellique et du transport de l’auxine entraîne le nanisme, tandis que l’éthylène peut stimuler ou inhiber la croissance des tissus selon l’âge des tissus ou les conditions environnementales. Nous décrivons ici un mutant d’activation du clone 717-1B4 de Populus tremula x P. alba identifié parmi 2 000 lignées transgéniques indépendantes d’après son taux de croissance considérablement réduit et la taille plus faible de ses feuilles. Appelé « dwarfy », ce phénotype résulte de l’expression accrue du gène de la PtaACC SYNTHASE8, qui code une enzyme dans la première étape obligée de la biosynthèse de l’éthylène. Les tiges de dwarfy contiennent des fibres et éléments de vaisseaux de longueur réduite, tandis que les feuilles contiennent moins de cellules. Ces différences morphologiques sont liées à l’induction par la PtaACS8 de transcriptomes différents dans les tiges et les feuilles, qui font en sorte que les gènes intervenant dans la diffusion et la détection de l’auxine sont réprimés dans les tiges et que les gènes responsables de la division cellulaire sont également réprimés dans les feuilles. Collectivement, nos résultats fournissent un aperçu mécaniste des facteurs génétiques intervenant dans le nanisme induit par l’éthylène chez un organisme modèle pérenne.

Résumé en langage clair et simple

Les coûts associés au séquençage génomique ont diminué de façon exponentielle au cours des quelque dix dernières années, ce qui a permis la réalisation de multiples projets visant à identifier de nouveaux gènes et leurs fonctions chez les organismes. Figurant au nombre de ces projets de génomique fonctionnelle, l’activation par étiquetage est une approche très efficace qui permet de créer des végétaux mutants possédant différents gènes qui sont surexprimés grâce à une étiquette d’activation insérée de manière aléatoire dans le génome. Ces gènes surexprimés ont la capacité de modifier le phénotype des plantes, selon leur fonction. Le présent article traite d’un peuplier mutant issu de cette technique, nommé « dwarfy », que nous avons caractérisé. Celui-ci présente un taux de croissance réduit ainsi que des feuilles petites. Nous sommes parvenus à établir un lien entre ce phénotype et un gène codant l’ACC synthase (ACS8), qui participe à la biosynthèse de l’éthylène, hormone végétale bien connue pour son rôle dans la régulation de nombreux processus du développement des végétaux. Nos résultats montrent que l’augmentation de l’expression du gène ACS8 est responsable de la diminution du nombre de cellules composant les feuilles de dwarfy et que les fibres et certains éléments des vaisseaux des tiges de ce phénotype sont de longueur réduite. Ces différences morphologiques sont liées au gène ACS8, qui modifie l’expression d’autres gènes associés à la synthèse de l’auxine et à la division cellulaire. Dans l’ensemble, nos résultats donnent un aperçu des mécanismes génétiques qui sous­tendent le nanisme induit par l’éthylène chez un organisme modèle vivace.