Étude du dialogue épigénétique chez une plante greffée d’intérêt agronomique : la tomate

Abstract

Le greffage est une technique agronomique ancestrale ayant largement participé à la domestication et l’amélioration des caractères agronomiques de nombreuses plantes cultivées. Le greffage a en effet l’avantage de tirer le meilleur des deux parties en combinant des porte-greffes aux systèmes racinaires performants, avec des greffons aux traits phénotypiques et organoleptiques d’intérêts. En combinant la diversité génétique de 2 génotypes différents au sein d’une même plante, la greffe peut également influencer le phénotype de chacun des deux partenaires et en améliorer certains traits. Bien que les modifications phénotypiques induites par le greffage soient connues et bien documentées, les mécanismes physiologiques et moléculaires sous-jacents impliqués dans l’interaction entre porte-greffe et greffon ne sont à l’heure actuelle pas encore totalement élucidés. Au-delà de l’échange de diverses molécules entre greffon et porte-greffe, le greffage s’accompagne d’une modification de l’expression des gènes chez les deux partenaires de greffes. Néanmoins, la mobilité de certains facteurs et les changements qui en résultent ne peuvent expliquer à eux seuls l’ensemble des modifications observées suite à la greffe. L’hypothèse de l’existence d’un dialogue épigénétique entre deux partenaires de greffe a ainsi été suggérée. L’épigénétique regroupe l’ensemble des mécanismes pouvant modifier le fonctionnement d’un génome sans affecter la séquence de son ADN. Parmi ces mécanismes, on retrouve la méthylation de l’ADN et l’intervention de petits ARN non codants. A l’heure actuelle, les études relatives aux conséquences du greffage sur le transcriptome, le méthylome et les populations en de petits ARN des deux partenaires de greffe sont encore limitées. Dans ce contexte, l’objectif de ma thèse était d’étudier le dialogue épigénétique chez la plante greffée à partir d’une plante modèle d’intérêt agronomique, la tomate. Différentes combinaisons de greffes formées à partir des espèces Solanum lycopersicum var. M82 et Solanum pennellii ont été produites. Ces plantes greffées ont été utilisées pour caractériser les conséquences de l’homogreffe et de l’hétérogreffe sur (i) le phénotype, (ii) l’expression des gènes, (iii) la méthylation de l’ADN et (iv) les populations en petits ARNs du greffon. Nos résultats révèlent que les greffons S. pennellii présentent une réponse différente en fonction des contextes d’homogreffes ou d’hétérogreffes. Des variations de l’expression de gènes, de la méthylation de l’ADN, et des populations en petits ARNs ont ainsi été observées entre homogreffes et hétérogreffes. Alors que l’ensemble de ces variations semblent indiquer une réponse au stress prédominante chez les greffons S. pennellii lors d’homogreffes, les changements observés chez les hétérogreffes évoquent quant à eux une réactivation des éléments transposables.