f. Les glycosides hydrolases :

Les GHs sont des enzymes qui catalysent l'hydrolyse des liaisons glycosidiques entre deux ou plusieurs glycosides ou entre un hydrate de carbone et une fraction non

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glucidique. Celles impliquées dans le remodelage de la paroi cellulaire du tube pollinique appartiennent aux GH3, 9, 10, 17, 28, 35, 43 et 51 (Mollet et al., 2013).

Les endo-(1-4)-β-glucanases et les endo-(1-3)-β-glucosidases sont membres de la famille GH17 et GH9, respectivement (Mollet et al., 2013). Chez A. thaliana, 25 gènes codent pour des GH9 et 49 pour des GH17.

Parmi les 25 CELLULASES putatifs, deux sont fortement exprimés dans les grains de pollen et trois dans les tubes polliniques cultivés in-vitro (Mollet et al., 2013). Récemment, il a été montré que la cellulose, malgré sa faible abondance dans la paroi cellulaire du tube pollinique, jouerait un rôle essentiel en agissant sur le diamètre des tubes polliniques cultivés in-vitro (Aouar et al., 2010). Comme décrit précédemment, la paroi cellulaire des tubes polliniques à croissance rapide est enrichie en callose (Figure 20) et plusieurs études ont montré que des traitements modérés avec des β-(1-3)-glucanases sont capables de stimuler la germination des grains de pollen (Roggen et Stanley, 1969 ; Parre et Geitmann, 2005a, 2005b).

En outre, il a été signalé que des exo-β-glucanases pourraient jouer un rôle important dans la régulation de l'allongement du tube pollinique chez le lys (Takeda et

al., 2004). A l’inverse, des traitements avec des inhibiteurs de glucosidases inhibent

sévèrement la croissance des tubes polliniques (Kotake et al., 2000). Il a été émis l'hypothèse que les propriétés mécaniques de la callose et plus précisément la résistance à la déformation latérale du tube, seraient régulées par les glucanases (Parre et Geitmann, 2005a).

Les PGases sont impliquées dans la dégradation des HGs. Elles ont été caractérisées dans le pollen de maïs (Pressey et Reger, 1969) et ont depuis été identifiées chez d’autres plantes dont le riz, le pois, la tomate et A. thaliana (Dai et al., 2006 ; Sun et Van Nocker, 2010 ; Hadfield et Bennett, 1998 ; AGI, 2000). Les PGases appartiennent à la famille GH28, composée de 69 gènes chez A. thaliana (González-Carranza et al., 2007 ; Kim et al., 2006). Six gènes codant pour des PGases sont fortement exprimés dans les tubes polliniques et un est exprimé dans le pistil (Figure 20) (Mollet

et al., 2013) suggérant un remodelage important des pectines, notamment des HGs au

cours de la croissance du tube pollinique. Les PGases sont impliquées, au cours de la maturation du pollen de Brassica campestris, dans la formation de l’intine et/ou de l’exine (Huang et al., 2009a, 2009b) et chez Turnera subulata, les PGases ont été

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impliquées dans l'auto-incompatibilité (Tamari et Shore, 2006). Des PGases sont libérées lors de la réhydratation des grains de pollen chez Triticum (Zaidi et al., 2012) et sont également détectées à l'extrémité des tubes polliniques chez Brassica napus lors de la pénétration du tube pollinique dans les papilles du stigmate (Dearnaley et Daggard, 2001) suggérant que certaines PGases sont plutôt impliquées dans le relâchement de la paroi cellulaire des tissus femelles.

Les β-galactosidases (βGALs) appartiennent à la famille GH35. Les βGALs peuvent agir sur différents substrats dont les AGPs, des galactolipides, le RG-I, le RG-II et le XyG (Dey et Del Campillo, 1984). Dix-huit gènes codent pour des βGALs dans le génome d'A. thaliana et l'analyse transcriptomique révèle que les niveaux d'expression des βGALs sont élevés dans les feuilles matures, les racines, les fleurs et les siliques, mais sont faibles dans les jeunes plantes (Ahn et al., 2007). Deux βGALs sont fortement exprimées dans les grains de pollen matures et 2 autres sont fortement exprimées dans le pistil (Figure 20).

Chez le riz, 35 gènes codent pour des βGALs ; parmi elles, deux sont fortement exprimées dans les grains de pollen secs (Tanthanuch et al., 2008). Comme les mutants défectueux en βGALs présentent des altérations de la fertilité, il a été émis l'hypothèse que celles-ci pourraient être impliquées dans le turnover de la paroi du tube pollinique chez Brassica campestris en hydrolysant des arabinogalactanes (Singh et Knox, 1985). En 1995, il avait été aussi suggéré chez le tabac que les βGALs pourraient être sécrétées par les tubes polliniques et une fois dans le tissu de transmission du style modifieraient les chaînes latérales des AGPs. Cette modification de la glycosylation des AGPs du style permettrait le guidage des tubes polliniques (Cheung et al., 1995 ; Wu et al., 1995). Enfin, il a également été suggéré que les βGALs pourraient être requises pour l'activité des PMEs (Western et al., 2001 ; Walker et al., 2011).

Les données de transcriptomique ont montré un très fort profil d'expression, spécifique du pollen, d'un gène codant pour une β-xylosidase dans les grains de pollen matures secs (Hruba et al., 2005) et dans les tubes polliniques cultivés in-vitro et

semi-in-vivo. Le substrat exact de cette enzyme n'est pas connu, mais il pourrait dégrader

plusieurs polymères de la paroi cellulaire tels que les xylanes, les XyGs et éventuellement des N-glycoprotéines. Toutes les autres xylosidases putatives (12 gènes qui appartiennent aux familles GH3 et GH31) ne sont pas exprimées dans le pollen

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(Figure 20). Cependant, deux gènes codant des α-xylosidases sont exprimés dans le pistil (Mollet et al., 2013).

L'analyse du mutant Atxyl1 chez A. thaliana a montré une réduction de l'activité α-xylosidase, une modification de la composition en XyG et des siliques plus courtes par rapport au type sauvage. En outre, l’expression du promoteur couplé à une activité GUS

pAtxyl1::GUS est forte dans le style (Sampedro et al., 2010). Ces résultats indiquent

qu’AtXYL1 pourrait remodeler les XyGs. Cependant, il est difficile d'impliquer directement cette activité α-xylosidase à la croissance du tube pollinique car la production de graines n'est apparemment pas affectée.

Finalement, les données de transcriptomique ne montrent pas de forte expression des gènes codant pour des arabinofuranosidases dans le pollen (Mollet et al., 2013). Ceci est surprenant étant donné que l'arabinose est l'un des principaux monosaccharides présents dans la paroi cellulaire des tubes polliniques d’A. thaliana (Dardelle et al., 2010). Néanmoins, 3 gènes sont fortement exprimés dans les tissus femelles (Mollet et al., 2013) suggérant que si les arabinanes des tubes polliniques sont modifiés, ils le seraient par des enzymes émanant du pistil.

Pour finir, une pectine acétyl-estérase putative a été détectée dans le pollen de riz (Dai et al., 2006) et une étude récente a montré que la surexpression de la PECTINE-ACETYLESTERASE1 du peuplier chez le tabac affecte la forme des grains de pollen et leur capacité à germer (Gou et al., 2012).

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