Ethylene-dependent transcriptional regulation
La régulation transcriptionnelle dépendant de l'éthylène
Résumé
The plant hormone ethylene controls important developmental processes such as seed germination, fruit ripening and responses to biotic and abiotic stresses. Transcripton factors are key regulators by which ethylene modulates the expression of target genes. Therefore, the chaeacterisation of ethylene transcription factors is a fondamental step towards understanding the mechanisms by which ethylene impacts plant development. We report here the isolation and functional characterisation of the MBF1 (Multiproteine Bridging Factor 1) family of transcriptional coactivators and LeERF2, a memeber of the ERF (Ethylene Response Factor) family of transcription factors in the tomato. We show that in the tomato, MBF1 is encoded by a small multigene family of four members (LeMBF1a, LeMBF1b, LeMBF1c et LeMBF1/ER24) all capables to rescue the yeast MBF1 mutant indicating a functional conservation of these genes from yeast to higher plants. Expression studies revealed a distinct pattern for ER24 whose transcripts accumulates in response to ethylene, during fruit ripening and upon abiotic stress treatments. A number of putative MBF1-partner proteins were isolated in the tomato by yeast-two-hybrid screening among which abiotic stress and ripening-associated proteins. Transgenic Arabidopsis lines expressing the LeMBF1/ER24 gene exhibited enhanced tolerance to heat-shock. This research project also dealt with the isolation and characterisation of LeERF2 a tomato member of the plant specific ERF (Ethylene Response Factor) family of transcription factors. LeERF2 showed a distinctive ripening and wound-induced pattern of expression. Over-expression of the LeERF2 gene in the tomato resulted in premature seed germination and altered ethylene response as assessed by abnormal hook formation in the seedlings. The expression of the mannanase2 gene is dramatically enhanced in the transgenic expressing seeds suggesting that LeERF2 stimulates seed germination via the induction of the mannanase2 gene. The work presented here identifies novel components of ethylene-associated transcriptional regulation in the tomato and brings new insight on the complex mode of action of this phytohormone.
La phytohormone éthylène contrôle des étapes importantes de la vie de la plante comme la germination, la maturation des fruits et la réponse aux stress biotiques et abiotiques. L'éthylène exerce ses effets physiologiques en modulant l'expression de gènes cibles par l'intermédiaire des facteurs de transcription. De ce fait, la caractérisation des facteurs de transcription associés à la réponse à l'éthylène est une étape fondamentale pour la compréhension des processus régulés physiologiques régulés par cette hormone. Ce travail décrit l'isolement et la caractérisation fonctionnelle de la famille de coactivateurs transcriptionnels de type MBF1 (Multiproteine Bridging Factor 1) et d'un facteur de transcription de la famille des ERF (Ethylene Response Factor) chez la tomate. Notre étude montre que la famille des MBF1 chez la tomate comprend quatre gènes (LeMBF1a, LeMBF1b, LeMBF1c et LeMBF1/ER24) qui sont tous capables de complémenter un mutant de la levure indiquant qu'il y a une parfaite conservation fonctionnelle de ces gènes de la levure aux plantes supérieures. Les études d'expression révèlent un profil spécifique pour ER24 qui est fortement exprimé en réponse à l'éthylène, au cours de la maturation des fruits et en réponse à différents stress abiotiques. Le criblage par double-hybride de la levure a permis d'identifier plusieurs partenaires des protéines MBF1 chez la tomate parmi lesquels des protéines associées à la maturation et aux stress abiotiques. La surexpression du gène LeMBF1/ER24 chez Arabidopsis confère une tolérance au stress thermique. Par ailleurs, nous avons isolé et caractérisé le gène LeERF2 de la tomate qui appartient à la grande famille des ERF (Ethylene Response Factor) codant pour des facteurs de transcription spécifiques aux plantes. L'expression du gène LeERF2 est induite durant la maturation des fruits et en réponse à la blessure. La surexpression de ce gène dans la tomate induit une germination précoce des graines et affecte la formation du crochet apical, un processus de développement régulé par l'éthylène. L'expression du gène de la mannanase2, un marqueur de la germination, est fortement induite dans les graines transgéniques sur-exprimant le gène LeERF2 suggèrant que LeERF2 stimule la germination à travers l'induction de ce gène. Ce travail a permis d'identifier de nouveaux acteurs de la régulation transcriptionnelle associée à l'action de l'éthylène et d'apporter un nouvel éclairage sur le mode d'action de cette hormone.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)