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

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.L-ascorbis acid plays very important roles in plant growth and development. However, its biosynthesis has not been yet completely elucidated. In this work, I studied GDPmannose- 3,5-epimerase (GME), and galactono-1,4-lactone dehydrogenase (GalLDH), two key enzymes in ascorbate biosynthesis in tomato Solanum lycopersicum. To investigate the consequences of a reduction of ascorbate biosynthesis on plant development, we conducted a reverse genetic approach by suppressing GME and GalLDH gene expression by RNA interference (RNAi) strategy in tomato. Phenotypic characterization of transgenic GalLDH plants revealed important differences in plant and fruit development. The growth rate decreased and, in the most affected lines, fruit size was reduced. The accumulation of GalLDH transcripts and GalLDH activity were highly reduced. Surprisingly, total ascorbate content remained unchanged whereas the content in reduced ascorbate in leaves declined to half that of control. Transcriptomic and metabolomic analyses of fruit and leaf revealed that several crucial pathways were severely altered. Transgenic GME plants displayed remarkable changes at the phenotypic level such as plant growth rate, fruit size and ripening, in agreement with a highly reduced accumulation of SlGME transcripts and of ascorbate content. These plants also displayed significant differences in cell-wall composition, as revealed by biochemical or immuno-cytochemical analyses. Our overall results demonstrate that, in addition to its crucial anti-oxidant role, ascorbate may play an important role in the regulation of cell proliferation and expansion in whole plant and fruit. In addition, these results further indicate that any change in ascorbate biosynthesis may profoundly affect primary and secondary metabolism which is strongly regulated through modulation of the ascorbate turnover and/or alternative biosynthesis pathways

Ascorbate Biosynthesis during Early Fruit Development Is the Main Reason for Its Accumulation in Kiwi

Background: Ascorbic acid (AsA) is a unique antioxidant as well as an enzyme cofactor. Although it has multiple roles in plants, it is unclear how its accumulation is controlled at the expression level, especially in sink tissues. Kiwifruit (Actinidia) is well-known for its high ascorbate content. Our objective was to determine whether AsA accumulates in the fruits primarily through biosynthesis or because it is imported from the foliage. Methodology/Principal Findings: We systematically investigated AsA levels, biosynthetic capacity, and mRNA expression of genes involved in AsA biosynthesis in kiwi (A. deliciosa cv. Qinmei). Recycling and AsA localization were also monitored during fruit development and among different tissue types. Over time, the amount of AsA, with its capacity for higher biosynthesis and lower recycling, peaked at 30 days after anthesis (DAA), and then decreased markedly up to 60 DAA before declining more slowly. Expression of key genes showed similar patterns of change, except for L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase and L-galactose-1-phosphate phosphatase (GPP). However, GPP had good correlation with the rate of AsA accumulation. The expression of these genes could be detected in phloem of stem as well as petiole of leaf and fruit. Additionally, fruit petioles had greater ascorbate amounts, although that was the site of lowest expression by most genes. Fruit microtubule tissues also had higher AsA. However, exogenous applications of AsA to those petioles did not lead to its transport into fruits, and distribution of ascorbate was cell-specific in the fruits, with more accumulation occurring in large

Ступінь приверженості до лікування та його ефективність у пацієнтів з гіпертонічною хворобою залежно від способу життя

Vitamin C is a widely used vitamin. Here we review the occurrence and properties of aldonolactone oxidoreductases, an important group of flavoenzymes responsible for the ultimate production of vitamin C and its analogs in animals, plants, and single-cell organisms

Caractérisation fonctionnelle de la GDP-D-mannose-3,5-épimérase et galactono-1,4-lactone déshydrogénase, enzymes de la voie de biosynthèse de la vitamine C chez la tomate

Afin d'étudier l'effet d'une réduction de la teneur en vitamine C sur le développement des plantes, une approche de transgénèse visant à supprimer l'expression de la GDP-mannose-3,5-épimérase (GME) et la galactone-1,4-lactone déshydrogénse (GalLDH), deux enzymes de la biosynthèse, à été réalisée chez la tomate. La caractérisation phénotypique des transformants GalLDH et GME révèle des différences importantes au niveau du développement de la plante du du fruit. L'analyse du transcriptome et du métabolome montre que plusieurs voies de métabolisme primaire et secondaire sont sévèrement affectées. Nos résultats démontrent que, en plus de son rôle antioxydant majeur dans la plante, l'ascorbate peut jouer un rôle important dans la régulation des processus de prolifération et d'expansion cellulaire dans la plante et le fruit.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Silencing of the key ascorbic acid enzyme, GDP-Mannose Epimerase (GME) and galactono_1,4-lactone dehydrogenase (GALLDH) affect strongly plant and fruit development in tomato

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GDP-Mannose-3,5-epimerase, a key enzyme at the crossing between vitamin C and cell wall polysaccharide biosynthesis pathways

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La GDP-Mannose-3,5-epimerase, carrefour entre la voie de biosynthèse de la vitamine C et des parois

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Silencing of the key ascorbic acid enzyme, GDP-mannose epimerase (GME) and galactono-1,4-lactone dehydrogenase (GalLDH) affects strongly plant and fruit development in tomato

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Expression analysis of tomato fruit-specific promoters

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