Caractérisation moléculaire de la cinétique d'acclimatation des peupliers (Populus tremula x alba) à des flexions multiples

MasterDurant leur développement, les plantes sont soumises à des stimulations mécaniques répétées et fluctuantes causées par le vent. Pour croître dans cet environnement mécanique fluctuant, les plantes doivent s’acclimater. Pour comprendre ce mécanisme d’acclimatation au niveau moléculaire, l’expression de plusieurs gènes mécanosensibles a été étudiée en appliquant différents régimes de flexions à des tiges de peuplier. Des analyses de Q-PCR ont montré que la cinétique d’expression du gène mécanosensible PtaZFP2 n’est pas modifiée après une ou deux flexions. Par contre, après la deuxième flexion, le niveau d’expression de ce gène est atténué par rapport à celui observé après une seule flexion suggérant une désensibilisation des plantes aux flexions successives. Ce mécanisme est rapide puisque un délai de 3h entre deux flexions successives est suffisant pour atténuer les réponses des peupliers. De plus, nos résultats montrent que des gènes de la voie des jasmonates sont impliqués dans la réponse de peuplier aux flexions. Enfin, l’utilisation de peupliers transgéniques surexprimant PtaZFP2 suggère un rôle potentiel de ce facteur de transcription dans la régulation de ces gènes ainsi que des gènes mécanosensibles ACS6, TCH2 et TCH4

Functional study of three transcription factors involved in secondary cell wall formation in poplar

Les facteurs de transcription (FT) de la famille R2R3-MYB chez les plantes jouent un rôle important dans la formation de la paroi secondaire des cellules de bois, que ce soit en activant ou en réprimant leurs gènes cibles au sein d’un réseau régulationnel complexe. Dans ce travail, nous avons utilisé la transgénèse et l’immunoprécipitation de chromatine associée à un séquençage haut-débit (ChIP-SEQ) pour déterminer la fonction de 3 FT R2R3-MYB chez le peuplier. Les peupliers surexprimant MYB090 ont des rayons moins lignifiés ; les tiges présentent une réduction de croissance et de teneurs en lignines. MYB090 régule ses cibles à l’aide d’un motif très conservé, similaire au motif Gamyb. Ses cibles sont impliquées notamment dans la biosynthèse des lignines, cellulose et xylanes, constituants principaux des parois. Les plantes surexprimant MYB221-SRDX et MYB156 présentent une nette réduction de la lignification des parois de leurs fibres, associée à une réduction de croissance. MYB221 semble avoir pour cibles des gènes codant pour des enzymes du métabolisme, ainsi qu’un autre FT de type R2R3-MYB, dont la régulation passe par un motif conservé de type SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element). En conclusion, la combinaison des approches ChIP-SEQ et de transgénèse montre que MYB090 semble être un répresseur transcriptionnel de la lignification, notamment dans les rayons, et de la formation de la paroi secondaire. De même, MYB156 et MYB221 seraient également des répresseurs de la lignification, dans les fibres et les rayons. Cette thèse ouvre des perspectives sur l’établissement de réseaux de régulation transcriptionnelle de la formation de la paroi secondaire.Plant R2R3-MYB transcription factors (TF) play an important role in secondary cell wall formation in wood cells, by activating or repressing their target genes within a complex regulatory network. Here, we used genetic engineering and chromatin immunoprecipitation technique, associated to next-generation sequencing (ChIP-SEQ) to determine the function of 3 R2R3-MYB TF in poplar. Plants overexpressing MYB090 had less lignified parenchyma rays. The stem growth and total lignin content were reduced. MYB090 regulates target genes through a highly conserved motif, similar to Gamyb. Its target genes are involved in lignin, cellulose and xylan biosynthesis, which are the major components of secondary cell wall. Poplars overexpressing MYB221-SRDX and MYB156 showed a decrease in fiber cell wall lignification, and a reduced growth. MYB221 have targets encoding for metabolic enzymes but also for another R2R3-MYB TF. MYB221 recognizes its target genes, most probably through SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element) conserved motif. In conclusion, the combination of ChIP-SEQ and genetic engineering approaches shows that MYB090 seems to be a transcriptional repressor of lignification, especially in parenchyma rays. MYB156 and MYB221 are also negative regulators of secondary cell wall lignification, in fibers and parenchyma rays. This work opens new avenues on the building of transcriptional regulatory networks involved in secondary cell wall formation

Etude fonctionnelle de trois facteurs de transcription impliqués dans la formation de la paroi secondaire chez le peuplier

Plant R2R3-MYB transcription factors (TF) play an important role in secondary cell wall formation in wood cells, by activating or repressing their target genes within a complex regulatory network. Here, we used genetic engineering and chromatin immunoprecipitation technique, associated to next-generation sequencing (ChIP-SEQ) to determine the function of 3 R2R3-MYB TF in poplar. Plants overexpressing MYB090 had less lignified parenchyma rays. The stem growth and total lignin content were reduced. MYB090 regulates target genes through a highly conserved motif, similar to Gamyb. Its target genes are involved in lignin, cellulose and xylan biosynthesis, which are the major components of secondary cell wall. Poplars overexpressing MYB221-SRDX and MYB156 showed a decrease in fiber cell wall lignification, and a reduced growth. MYB221 have targets encoding for metabolic enzymes but also for another R2R3-MYB TF. MYB221 recognizes its target genes, most probably through SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element) conserved motif. In conclusion, the combination of ChIP-SEQ and genetic engineering approaches shows that MYB090 seems to be a transcriptional repressor of lignification, especially in parenchyma rays. MYB156 and MYB221 are also negative regulators of secondary cell wall lignification, in fibers and parenchyma rays. This work opens new avenues on the building of transcriptional regulatory networks involved in secondary cell wall formation.Les facteurs de transcription (FT) de la famille R2R3-MYB chez les plantes jouent un rôle important dans la formation de la paroi secondaire des cellules de bois, que ce soit en activant ou en réprimant leurs gènes cibles au sein d’un réseau régulationnel complexe. Dans ce travail, nous avons utilisé la transgénèse et l’immunoprécipitation de chromatine associée à un séquençage haut-débit (ChIP-SEQ) pour déterminer la fonction de 3 FT R2R3-MYB chez le peuplier. Les peupliers surexprimant MYB090 ont des rayons moins lignifiés ; les tiges présentent une réduction de croissance et de teneurs en lignines. MYB090 régule ses cibles à l’aide d’un motif très conservé, similaire au motif Gamyb. Ses cibles sont impliquées notamment dans la biosynthèse des lignines, cellulose et xylanes, constituants principaux des parois. Les plantes surexprimant MYB221-SRDX et MYB156 présentent une nette réduction de la lignification des parois de leurs fibres, associée à une réduction de croissance. MYB221 semble avoir pour cibles des gènes codant pour des enzymes du métabolisme, ainsi qu’un autre FT de type R2R3-MYB, dont la régulation passe par un motif conservé de type SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element). En conclusion, la combinaison des approches ChIP-SEQ et de transgénèse montre que MYB090 semble être un répresseur transcriptionnel de la lignification, notamment dans les rayons, et de la formation de la paroi secondaire. De même, MYB156 et MYB221 seraient également des répresseurs de la lignification, dans les fibres et les rayons. Cette thèse ouvre des perspectives sur l’établissement de réseaux de régulation transcriptionnelle de la formation de la paroi secondaire

Etude fonctionnelle de trois facteurs de transcription impliqués dans la formation de la paroi secondaire chez le peuplier

Les facteurs de transcription (FT) de la famille R2R3-MYB chez les plantes jouent un rôle important dans la formation de la paroi secondaire des cellules de bois, que ce soit en activant ou en réprimant leurs gènes cibles au sein d un réseau régulationnel complexe. Dans ce travail, nous avons utilisé la transgénèse et l immunoprécipitation de chromatine associée à un séquençage haut-débit (ChIP-SEQ) pour déterminer la fonction de 3 FT R2R3-MYB chez le peuplier. Les peupliers surexprimant MYB090 ont des rayons moins lignifiés ; les tiges présentent une réduction de croissance et de teneurs en lignines. MYB090 régule ses cibles à l aide d un motif très conservé, similaire au motif Gamyb. Ses cibles sont impliquées notamment dans la biosynthèse des lignines, cellulose et xylanes, constituants principaux des parois. Les plantes surexprimant MYB221-SRDX et MYB156 présentent une nette réduction de la lignification des parois de leurs fibres, associée à une réduction de croissance. MYB221 semble avoir pour cibles des gènes codant pour des enzymes du métabolisme, ainsi qu un autre FT de type R2R3-MYB, dont la régulation passe par un motif conservé de type SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element). En conclusion, la combinaison des approches ChIP-SEQ et de transgénèse montre que MYB090 semble être un répresseur transcriptionnel de la lignification, notamment dans les rayons, et de la formation de la paroi secondaire. De même, MYB156 et MYB221 seraient également des répresseurs de la lignification, dans les fibres et les rayons. Cette thèse ouvre des perspectives sur l établissement de réseaux de régulation transcriptionnelle de la formation de la paroi secondaire.Plant R2R3-MYB transcription factors (TF) play an important role in secondary cell wall formation in wood cells, by activating or repressing their target genes within a complex regulatory network. Here, we used genetic engineering and chromatin immunoprecipitation technique, associated to next-generation sequencing (ChIP-SEQ) to determine the function of 3 R2R3-MYB TF in poplar. Plants overexpressing MYB090 had less lignified parenchyma rays. The stem growth and total lignin content were reduced. MYB090 regulates target genes through a highly conserved motif, similar to Gamyb. Its target genes are involved in lignin, cellulose and xylan biosynthesis, which are the major components of secondary cell wall. Poplars overexpressing MYB221-SRDX and MYB156 showed a decrease in fiber cell wall lignification, and a reduced growth. MYB221 have targets encoding for metabolic enzymes but also for another R2R3-MYB TF. MYB221 recognizes its target genes, most probably through SMRE (Secondary wall MYB-Responsive Element) conserved motif. In conclusion, the combination of ChIP-SEQ and genetic engineering approaches shows that MYB090 seems to be a transcriptional repressor of lignification, especially in parenchyma rays. MYB156 and MYB221 are also negative regulators of secondary cell wall lignification, in fibers and parenchyma rays. This work opens new avenues on the building of transcriptional regulatory networks involved in secondary cell wall formation.ORLEANS-SCD-Bib. electronique (452349901) / SudocSudocFranceF

ESTIMATION OF TOTAL FACTOR PRODUCTIVITY GROWTH IN AGRICULTURE SECTOR IN PUNJAB, PAKISTAN: 1970-2005

Fig tree (Ficus carica L.) is one of the well adapted species to arid and semi-arid conditions. Its cultivation in Tunisia is traditional and local cultivars are numerous. The cultivar Zidi (Smyrna type) with absolute need of caprification is well spread in the country for its high commercial value and gustatory good quality which is appreciated by the consumer. This study was focused on the pomological and biochemical characterization of fig cv Zidi in various agro-ecological zones of Tunisia (south-east, center-east, north-east and north-west). Results showed significant differences for the studied parameters (fruit size, fruit shape, flesh thickness, ostiole width, total soluble solids) in different cultivation areas. The big size (96.4 g) and large flesh thickness (22.5 mm) of fruits were obtained in north-west (Djebba region); whereas the best taste of fruit was noticed in north-east (Mhamdia region) with a high sugar rate of 19°Brix and an average acidity of 0.18%. These differences reflect large agro-ecological adaptation in cv. Zidi that may be due to intra-varietal genetic variations which necessitate molecular studies in future

Growth and molecular responses to long-distance stimuli in poplars: bending vs flame wounding

Inter-organ communication is essential for plants to coordinate development and acclimate to mechanical environmental fluctuations. The aim of this study was to investigate long-distance signaling in trees. We compared on young poplars the short-term effects of local flame wounding and of local stem bending for two distal responses: (1) stem primary growth and (2) the expression of mechanoresponsive genes in stem apices. We developed a non-contact measurement method based on the analysis of apex images in order to measure the primary growth of poplars. The results showed a phased stem elongation with alternating nocturnal circumnutation phases and diurnal growth arrest phases in Populus tremula × alba clone INRA 717- 1B4. We applied real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) amplifications in order to evaluate the PtaZFP2, PtaTCH2, PtaTCH4, PtaACS6 and PtaJAZ5 expressions. The flame wounding inhibited primary growth and triggered remote molecular responses. Flame wounding induced significant changes in stem elongation phases, coupled with inhibition of circumnutation. However, the circadian rhythm of phases remained unaltered and the treated plants were always phased with control plants during the days following the stress. For bent plants, the stimulated region of the stem showed an increased PtaJAZ5 expression, suggesting the jasmonates may be involved in local responses to bending. No significant remote responses to bending were observed

Identification <em> in vivo</em> des ADN cibles de facteurs de transcription impliqués dans la formation du bois de tension

National audienceLorsqu’un arbre feuillu est incliné en raison d’une contrainte gravitationnelle ou mécanique (vent, sol en pente), il met en place sur la partie supérieure des tiges inclinées, un bois de réaction, appelé bois de tension permettant aux tiges de retrouver une position d’équilibre (bien souvent verticale). Au niveau anatomique, le bois de tension se caractérise par la présence de fibres particulières aux parois très épaisses, appelées fibres G. La paroi des fibres G présente une couche surnuméraire, pauvre en lignines, très riche en cellulose dont les microfibrilles sont orientées quasi parallèlement à l’axe de la fibre. Le bois de tension représente un bon système biologique pour décrypter certains mécanismes importants de la formation du bois. Les facteurs de transcription (FT) jouent un rôle central dans la régulation de ces mécanismes. L’objectif de ces travaux est d’identifier les séquences d’ADN cibles de certains FT choisis (Myb1, Myb21, VND7), potentiellement importants pour la formation du bois. Pour cela, la technique ChIP-SEQ (Immunoprécipitation de chromatine suivie par un séquençage à très haut-débit) a été développée afin d’identifier in vivo ces ADN cibles. Cette technique, bien que souvent employée en biologie animal [1] [2], est encore peu utilisée en biologie végétal. Suite à la ChIP, une analyse qPCR permet de mesurer l’enrichissement des cibles connues afin de vérifier l’efficacité de l’immunoprécipitation, avant de séquencer les échantillons. Actuellement les premiers essais de ChIP, analysés en qPCR, ont permis de valider la méthode, et ont mis en évidence l’enrichissement en un promoteur cible connu pour un des FT choisis. L’avancée des résultats sera présentée lors du congrès

Unraveling the function of MYB090 and MYB156 in secondary cell wall formation in poplar using both ChIP-SEQ and in planta gene modification approach

International audiencePlant R2R3-MYB transcription factors play an important role in plant secondary cell wall formation, by activating or repressing their target genes in a coordinated manner within a complex regulatory network. They belong to a large gene family - 180 genes in poplar -, with some members already identified as master switches in the regulation network (Zhang et al, 2014). Here, we combined genetic engineering and chromatin immuno-precipitation technique (ChIP-SEQ) in order to elucidate the function of 2 R2R3-MYB transcription factors in poplar, MYB090 and MYB156. MYB090 potentially regulates a high number of target genes in planta through a highly conserved motif, similar to GAMYB. These target genes are involved in the biosynthetic pathways of lignin, cellulose and xylans, which are the major components of secondary cell walls. Overexpression of MYB090 in poplar reduced stem growth and its total lignin content; lignification was severely impacted in wood parenchyma rays. By contrast, overexpression of MYB156 in poplar showed no growth defect, at least for some transgenic lines, while the total lignin content was decreased of 15% in the stem. These plants contained hypolignified fibers while the lignification of vessels seemed unaffected. These different results led to the conclusion that both MYB factors are transcriptional repressors of lignification, but act at different levels of the regulatory network. This work opens new avenues on the building of transcriptional regulatory networks involved in secondary cell wall formation. It also generated new poplar transgenic lines with interesting traits for bioethanol production. This work was carried out in the frame of AMC2B Région Centre Project and TreeForJoules Plant KBBE Project. WL received a PhD fellowship from Région Centre and INRA-EFPA

Both ChIP-SEQ and in planta gene modification demonstrate the involvement of MYB090 and MYB156 in secondary cell wall formation in poplar

Lakhal W., Boizot N., Lesage-Descauses M-C., Rogier O., Lainé-Prade V., Laurans F., Ader K., Charpentier J-P., Decoville M., Bénédetti H., Leplé J-C., Pilate G., Déjardin A, 2015. Both ChIP-SEQ and in planta gene modification demonstrate the involvement of MYB090 and MYB156 in secondary cell wall formation in poplar. INUPRAG Meeting, 6-8 October 2015, Nancy, France, communication orale.Lakhal W., Boizot N., Lesage-Descauses M-C., Rogier O., Lainé-Prade V., Laurans F., Ader K., Charpentier J-P., Decoville M., Bénédetti H., Leplé J-C., Pilate G., Déjardin A, 2015. Both ChIP-SEQ and in planta gene modification demonstrate the involvement of MYB090 and MYB156 in secondary cell wall formation in poplar. INUPRAG Meeting, 6-8 October 2015, Nancy, France, communication orale.Both ChIP-SEQ and in planta gene modification demonstrate the involvement of MYB090 and MYB156 in secondary cell wall formation in poplar. INUPRAG-Meeting 201