Identification et caractérisation de la famille de facteurs de transcription AP2/EREBP chez le blé

Pendant leur cycle de vie, les plantes sont exposées aux différents stress abiotiques tels que les basses températures, la sécheresse et les grandes concentrations de sel dans le sol. Ces facteurs sont connus pour changer le métabolisme des plantes et l'expression des gènes. L'étude de certains de ces gènes régulés par le froid ainsi que les facteurs de transcription avec lesquels ils interagissent ont permis de révéler que le sous-groupe de gènes CBF, appartenant à la famille de facteurs de transcription AP2, joue un rôle central dans la régulation de l'expression des gènes au froid. Bien que plusieurs études aient permis de montrer le potentiel de ces facteurs dans l'amélioration de la tolérance aux stress, nos connaissances restent minimes sur cette famille de gène. Avec le but à long terme de comprendre les fonctions des différents membres de cette famille dans le blé, nous avons initier cet étude afin d'identifier tous les gènes CBF de blé (TaCBF) et de caractériser leurs profils d'expression sous divers stress abiotiques. En utilisant des criblages de banques de ADNc de blé, des recherches dans des banques de données et des amplifications par PCR, 35 ADNc de CBF ont été identifiés chez le blé hexaploide. Les profils d'expression (northern et RT-PCR) ont révélé que la plupart des gènes TaCBF sont induits au froid et sont exprimés plus fortement chez le génotype d'hiver comparativement aux génotypes de printemps. L'analyse phylogénétique révèle que le blé contient au moins 15 gènes CBF différents comparé aux 10 gènes présents chez le riz et 6 chez Arabidopsis. Le plus grand nombre de gènes contenus dans le blé peut être responsable de sa plus grande tolérance au gel. La compréhension de la fonction et de l'évolution de cette famille multigénique chez le blé aidera à fournir les bases pour des stratégies d'ingénierie qui mèneront à des plantes ayant une plus grande tolérance aux stress. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Blé hexaploide, Acclimatation au froid, Facteurs de transcription AP2, CBF

The CBF gene family in hexaploid wheat and its relationship to the phylogenetic complexity of cereal CBFs

Most temperate plants tolerate both chilling and freezing temperatures whereas many species from tropical regions suffer chilling injury when exposed to temperatures slightly above freezing. Cold acclimation induces the expression of cold-regulated genes needed to protect plants against freezing stress. This induction is mediated, in part, by the CBF transcription factor family. To understand the evolution and function of this family in cereals, we identified and characterized 15 different CBF genes from hexaploid wheat. Our analyses reveal that wheat species, T. aestivum and T. monococcum, may contain up to 25 different CBF genes, and that Poaceae CBFs can be classified into 10 groups that share a common phylogenetic origin and similar structural characteristics. Six of these groups (IIIc, IIId, IVa, IVb, IVc and IVd) are found only in the Pooideae suggesting they represent the CBF response machinery that evolved recently during colonization of temperate habitats. Expression studies reveal that five of the Pooideae-specific groups display higher constitutive and low temperature inducible expression in the winter cultivar, and a diurnal regulation pattern during growth at warm temperature. The higher constitutive and inducible expression within these CBF groups is an inherited trait that may play a predominant role in the superior low temperature tolerance capacity of winter cultivars and possibly be a basis of genetic variability in freezing tolerance within the Pooideae subfamily