Comment le fruit contrôle sa maturation : trois cycles de rétroaction régulent la synthèse de l'éthylène

Au cours de son évolution, le fruit a développé plusieurs mécanismes pour réguler sa maturation. Aujourd'hui, les chercheurs ont déchiffré la base moléculaire de ce processus. Il s'agit notamment des duplications du génome et des influences épigénomes.

Les plantes à fleurs forment le plus grand groupe de plantes. Au sein de ce groupe, on a observé un important progrès dans l'évolution, avec l'apparition des fruits dits à jus. Là où les graines de fruits séchés ne se répandaient auparavant que par éjection mécanique, par vent ou par contact avec les animaux, le rayon de dissémination a considérablement augmenté : les animaux qui digéraient les fruits, après un certain temps, excrétaient les graines non digérées - et souvent beaucoup plus loin. Cela permet de réduire la concurrence entre les plantes parentales et leur progéniture et d'améliorer le succès de reproduction et de distribution des cultures fruitières à jus.

La régulation de la maturation pour les cultures de jus en est un élément central. Malgré une évolution indépendante, divers fruits climatiques (juxtaposés) ont maintenant l'hormone végétale éthylène comme indicateur de maturation. Il déclenche le processus qui modifie la couleur, la texture, le goût et la valeur nutritive du fruit. Cependant, en trop grandes quantités, l'éthylène provoque la décomposition du fruit. Une équipe de recherche internationale a maintenant découvert comment les plantes contrôlent la synthèse de l'éthylène et les signaux associés à la maturation.

Une base de données complète grâce à "fruitENCODE"

Les chercheurs de Silin Zhong de l'Université chinoise de Hong Kong ont utilisé les données du projet "fruitENCODE" qui, à l'instar du projet humain "ENCODE", analyse non seulement les gènes, mais aussi les informations génétiques. Il s'agit notamment de l'expression génique, de la méthylation de l'ADN, des changements dans les histones, de l'accessibilité des régions chromatiformes et des sites de liaison pour l'interaction des protéines avec l'ADN.

Au total, les données comprennent 361 transcriptomes, 71 chromatines, 147 histones et 45 profils de méthylation de l'ADN obtenus par différentes méthodes de séquençage (séquençage du génome entier bisulfite, ChIP-Seq, DNase I-Seq et RNA-Seq).

Dans ces données, les scientifiques ont découvert trois circuits régulateurs de transcription différents pour la maturation des fruits dans les cultures de jus climactériques :

1. Les eudicotylédones comme la tomate, la pomme et la poire, qui ont subi une duplication du génome au cours de leur évolution, utilisent les facteurs de transcription MADS en double.

2. Les espèces sans duplication du génome, comme la pêche, la papaye et le melon, utilisent les facteurs de transcription du CNA qui sont en fait pertinents pour la sénescence.

3. Un troisième cas est formé par la banane monocotylédone, dont le génome est doublé et qui lie les deux circuits régulateurs.

De plus, il s'est avéré que les gènes impliqués et leur régulation épigénétique existent également dans les fruits non climatiques et même secs. Cela suggère une origine commune dans les processus de régulation, avec des fonctions différentes dans les plantes à fleurs plus anciennes.

Source : Pflanzenforschung.de


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