Caractérisation fonctionnelle de la GDP-D-MANNOSE-3,5-EPIMERASE ET GALACTONO-1,4-LACTONE DESHYDROGENASE, enzyme de la voie de biosynthèse de la vitamine C chez la tomate

Abstract

Bien que l’acide ascorbique joue un rôle très important dans la croissance et le développement des plantes, sa voie de biosynthèse nést pas encore complètement élucidée. Dans ce travail, j’ai étudié le GDP-mannose-3,5-épimérase (GME) et la galactono- 1,4-lactone déshydrogénase (GalLDH), deux enzymes clés de la biosynthèse de la vitamine C chez la tomate Solanum lycopersicum. Afin d’étudier léffet d’une réduction de la teneur en ascorbate sur le développement des plantes, une approche de transgénèse par RNA interference (RNAi) visant à supprimer l’expression de la GME et GalLDH a été réalisée. La caractérisation des transformants GalLDH révèle que la croissance des plantes est diminuée et pour les lignées les plus affectées, la taille du fruit est également réduite. Malgré une forte réduction de l'accumulation des transcrits SlGalLDH ainsi que l'activité GalLDH, la teneur en ascorbate total des plantes ne varie pas. Seule la valeur du statut redox de l’ascorbate dans les feuilles est diminuée de moitié par rapport au témoin. L’analyse du transcriptome et du métabolome de la feuille et du fruit révèle que plusieurs voies du métabolisme primaire et secondaire sont fortement affectées. Les lignées transgéniques GME présentent une réduction de croissance de plantes, de la taille de fruit et un retard de la maturation étroitement corrélés avec la réduction des transcrits SlGME et de la teneur en ascorbate. Des analyses biochimiques ou immuno-cytochimiques ont montré que ces transformants présentent des différences de composition des parois cellulaires. L’ensemble de mes résultats démontre qu’en plus de son rôle antioxydant majeur dans la plante, l’ascorbate peut jouer un rôle majeur dans la régulation des processus de prolifération et déxpansion cellulaire dans la plante et le fruit. De plus, ces résultats indiquent qu’une perturbation de la voie de biosynthèse de l'ascorbate a de profonds effets sur le métabolisme cellulaire, primaire et secondaire, qui est fortement régulé au travers de l’ajustement du turn-over de l’ascorbate et/ou des voies de biosynthèse alternatives.