Caractérisation des mécanismes d'extinction génique chez la vigne

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Submitted on 6 Jun 2020

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Caractérisation des mécanismes d’extinction génique chez la vigne

Isabelle Soustre-Gacougnolle, Mireille Perrin, Carine Schmitt, Elodie Chevalier, Yannick Burdloff, Damien Gayrard, Herve Vaucheret, Patrice

Dunoyer, Jean Masson

To cite this version:

Isabelle Soustre-Gacougnolle, Mireille Perrin, Carine Schmitt, Elodie Chevalier, Yannick Burdloff, et al.. Caractérisation des mécanismes d’extinction génique chez la vigne. 1ère Rencontre du Nouveau Réseau Vigne et Vins Septentrional, Jul 2013, Colmar, France. �hal-01004473�

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Caractérisation des mécanismes d’extinction génique chez la vigne

Isabelle SOUSTRE-GACOUGNOLLE¹, Mireille PERRIN², Carine SCHMITT², Elodie CHEVALIER², Yannick BURDLOFF², Damien GAYRARD², Hervé VAUCHERET³, Patrice DUNOYER⁴ et Jean MASSON²

1. Université de Haute Alsace, Laboratoire Vigne, Biotechnologies et Environnement (LVBE, EA3991), 33 rue de Herrlisheim,

68000 COLMAR

2. INRA Colmar, UMR 1131 Santé de la Vigne et Qualité du Vin, INRA-UDS

28 rue de Herrlisheim, 68000 COLMAR

3. Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech, Route de St-Cyr,

78026 Versailles Cedex, France.

4. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357. 12 rue du Général Zimmer,

67084 Strasbourg Cedex, France

 L’extinction génique Post-Transcriptionnelle (PTGS) est une voie naturelle de défense des plantes face aux agressions virales.

 Elle fait appel à l’expression de gènes Dicer qui reconnaissent l’ARN du virus et le clivent en siRNA, petites molécules d’ARN de 21nt à 24nt.

Ces siRNA sont pris en charge par le complexe RISC (RNA-Induced Silencing Complex) pour cibler les ARN messagers du virus et les dégrader.

Ils servent également d’amorces dans un mécanisme d’amplification qui contribue à une meilleure défense de la plante.

 Une construction tige-boucle dirigée contre le gène GFP a été introduite dans des vignes transgéniques fluorescentes contenant une copie du gène GFP. Les vignes obtenues voient une extinction de la fluorescence concomitante à une apparition de siRNA «GF» et «P» prouvant la

fonctionnalité du PTGS chez la vigne.

 On constate cependant que le PTGS est moins efficace dans les zones méristématiques.

Références:

-Andrew J. Hamilton et al. (1999). A Species of Small Antisense RNA in Posttranscriptional Gene Silencing in Plants. Science 29 Vol. 286 no. 5441, 950-952.

-Louise Jones et al.(1999). RNA–DNA Interactions and DNA Methylation in Post-Transcriptional Gene Silencing. The Plant Cell, Vol. 11, 2291–2301.

- Jonathan R. Phillips et al. (2007). The role of small RNAs in abiotic stress. FEBS Letters 581, 3592–3597

- Virginia Ruiz-Ferrer et al. (2009). Roles of Plant Small RNAs in Biotic Stress Responses. Annu. Rev. Plant Biol. 60:485–510

- Dunoyer P, Himber C, Voinnet O. (2006) Induction, suppression and requirement of RNA silencing pathways in virulent Agrobacterium tumefaciens infections. Nat Genet. 38(2):258-63.

Remerciements:

Conseil Regional Alsace, Conseil Inter-professionnel des Vins d’Alsace CIVA, Départements Scientifiques GAP et BV de L’INRA

Northern Blot des siRNA (21-24 nt) de la GFP

Cal ^Feuille Bourgeon/Tige Racine

WT leaf

F

I

WT C

GFP

PN40024

PN-GFP⁺

PN-GFP/GF-FG

Photos avec loupe à épifluorescence sous U.V filtre Bandpass.

Tige-boucle GF-FG et voie d’activation du PTGS (Dunoyer et al. 2006)

Quantification de l’intensité de fluorescence organe par organe

Cals de PN40024

GFP

GF-FG

Agrobactéries Régénération

Principe d’obtention de plantes transgéniques GFP/GF-FG (Plateforme de Transformation de la vigne)

 Actuellement, le modèle développé est utilisé pour une analyse phénotypique et moléculaire de l’efficacité du PTGS chez la vigne pour des températures de culture allant de 37 à 4°C.

 A terme, le modèle permettra une étude de la propagation du PTGS, en particulier dans un système porte-greffe/greffon.

 Une étude de l’interaction des virus avec les méristèmes de la vigne permettra de déterminer si la faiblesse du PTGS dans ces zones favorise l’entrée et la propagation virale. La vigne est la cible d’environ 45 virus différents.

Cal Bourgeon Feuille Racine