Etudes Moléculaires et Génétiques de la Morphogenèse du Pétale – PetalSize

Chez les plantes à fleur, les gènes APETALA1 (AP1), PISTILLATA (PI), APETALA3 (AP3) et SEPALLATA (SEP) déterminent l'identité des pétales en régulant, en aval, l?expression d?autres gènes. Cependant, il existe très peu d'informations sur ces événements en aval durant le développement du pétale. Notre premier objectif est de pallier ce manque d'information. La taille d?un organe est principalement déterminée par la prolifération et par l?expansion cellulaire. Nous avons récemment identifié un nouveau facteur de transcription de type basic helix-loop-helix impliqué dans la morphogenèse du pétale. Nous l?avons nommé BIGPETALp ou BPEp (Szecsi et al., EMBO J, 25 : 3912-3920). Nous avons démontré que : (a) l?expression de BPEp (i) est spécifique du pétale, (ii) est régulée en aval des gènes de l?identité du pétale et (iii) que cette régulation est indirecte, nécessitant les jasmonates comme voie de signalisation intermédiaire. (b) BPEp est impliqué dans le contrôle de la taille des pétales en limitant l?expansion cellulaire. De plus, chez la lignée perte de fonction pour BPEp, les pétales présentent une modification de la veination. Dans la littérature, des données récentes ont montré une relation entre la taille des feuilles, la veination et le transport de l?auxine. De plus, nous avons récemment identifié que, durant sa fonction, BPEp interagit avec un facteur de transcription de la famille "Auxin Response Factor" (que nous avons nommé BiARF), ce qui renforce l?hypothèse de l?implication de l?auxine dans le contrôle de la taille des pétales médiée par BPEp. Par ailleurs, des données récentes dans notre équipe montrent que chez la lignée perte de fonction biarf on observe également une augmentation de la taille des pétales comparé au sauvage. Cette étude a également suggéré que BiARF contrôle la prolifération cellulaire au cours des stades précoces du développement du pétale, et à des stades tardifs elle interagit avec BPEp pour contrôler l?expansion cellulaire. Par conséquent, BPEp et BiARF sont des excellents candidats pour l?étude génétique et moléculaire de la morphogenèse du pétale, un domaine pour lequel très peu d?informations existent. Dans le cadre de ce projet, nous proposons : (1) d?étudier le rôle des jasmonates dans la régulation de l?expression de BPEp et dans le contrôle de l?expansion cellulaire médiée par BPEp. Des études de gain-de-fonction par utilisation de lignées de surexpression et par des traitements exogènes par les jasmonates vont permettre d?analyser les mécanismes de régulation au niveau post-transcriptionnel (par rétention d?intron) de BPEp par les jasmonates ainsi que son impact sur le contrôle de l?expansion cellulaire et sur le développement du pétale. L?interaction génétique entre BPEp et un gène impliqué dans la biosynthèse des jasmonates (OPR3) sera analysée. Les études proposées permettront d?évaluer le rôle des jasmonates dans le contrôle de l?expansion cellulaire et le développement du pétale dépendant de BPEp. (2) de poursuivre la caractérisation fonctionnelle de BPEp en déterminant la signification biologique de son interaction avec BiARF. En particulier, nous envisageons d'étudier le rôle de l?interaction de BPEp avec BiARF dans le contrôle de l?expansion cellulaire et de la taille des pétales ainsi que dans la structuration du réseau vasculaire. Nous allons également étudier la fonction de BiARF dans le contrôle de la prolifération cellulaire durant les stades précoces du développement du pétale et déterminer si cette fonction est indépendante de BPEp. Dans ces études, les interactions moléculaires et génétiques seront évaluées, notamment par création du double mutant (bpe/biarf), des sesquimutants et des lignées de surexpression. (3) Nous chercherons à déterminer si la localisation nucléaire/cellulaire de BPEp est influencée par BiARF et vice versa. Nous nous intéresserons plus directement aux altérations liées à la fonction de BPEp et à l'auxine. Les relations entre la taille/forme du pétale, la veination ainsi que le contenu en auxine et les flux d'auxine seront évaluées. (4) dans un quatrième volet, nous chercherons à identifier les gènes cibles des facteurs de transcription BPEp et BiARF. Ces expériences permettront d?accéder au réseau de gènes de structures (dits "realizators") impliqués dans la morphogenèse du pétale. Dans ce projet, nous utiliserons une combinaison de stratégies complémentaires qui permettront d?apporter des nouvelles données sur la croissance du pétale. Par ailleurs, les données obtenues suite à ces études permettront de progresser dans la compréhension de certains processus généraux qui interviennent dans la croissance d?un organe végétal.