Caractérisation de gènes potentiellement impliqués dans le développement de trichomes glandulaires longs chez Nicotiana tabacum : création de lignées rapportrices et modulation de l’expression par RNA silencing ou surexpression

Les trichomes sont des structures uni ou pluricellulaires dérivant du protoderme et se développant sur les parties aériennes végétatives et reproductives des plantes. Ces structures sont non-essentielles à la survie de la plante mais remplissent différents rôles dans l’adaptation de la plante à son environnement. Les trichomes pluricellulaires sont souvent séparés en deux groupes, les trichomes glandulaires et les trichomes non-glandulaires. Parmi les trichomes glandulaires, on retrouve des trichomes avec une ou plusieurs petites têtes glandulaires au sommet d’une tige, éventuellement ramifiée (capitate) et des trichomes formant une large glande pourvue d’ un espace de stockage des composés sous-cuticulaire (peltate). La particularité des trichomes glandulaires est leur capacité à synthétiser une grande quantité de métabolites secondaires aussi appelés métabolites spécialisés. Nicotiana tabacum possède à la fois des trichomes glandulaires de type capitate et peltate. Notre compréhension des processus d’initiation et de développement des trichomes multicellulaires glandulaires reste lacunaire pour de nombreuses espèces dont N. tabacum. Ceci, contrairement aux trichomes unicellulaires (non glandulaires), tels que ceux d’Arabidopsis thaliana, où les aspects cytologiques et moléculaires du développement sont déjà bien caractérisés. Pour N. tabacum, l’initiation et le développement des trichomes semble être ordonnés par un réseau transcriptionnel différent de celui opérant chez A. thaliana. Dans le but de découvrir les potentiels intervenants, différentes constructions génétiques sur des gènes supposés intervenir dans l’initiation et le développement des trichomes de cette plante ont été réalisées en vue de la création de lignées transgéniques stables de tabac. En premier lieu, la création de lignées rapportrices pour PDF1 et HEC2 dont les séquences promotrices ont été placées en amont d’un gène rapporteur GUS-Vénus afin de pouvoir déterminer le profil d’activité de ces promoteurs. En second lieu, la création de lignées surexprimant les gènes PDF1, HEC2 et CNR13 avec un promoteur inductible au β-estradiol afin d’observer l’impact de la surexpression de ces gènes sur le phénotype des trichomes de tabac. Et dernièrement, la création d’une lignée entraînant un silencing du gène CNR13 par technique amiRNA avec un promoteur inductible au β-estradiol afin d’observer l’impact du silencing de ce gène sur le phénotype des trichomes de tabac.Trichomes are uni or multicellular structures derived from the protoderm and developing on the aerial vegetative and reproductive parts of plants. These structures are non-essential to the survival of the plant but fulfill different roles in plant adapataion to its environment. The multicellular trichomes are often separated into two groups, the glandular trichomes and the non-glandular trichomes. Glandular trichomes include trichomes with one or more small glandular heads at the top of a stem, possibly branched (capitate), and trichomes forming a large gland with subcutaneous storage space(peltate). The peculiarity of glandular trichomes is their ability to synthesize a large amount of secondary metabolites also called specialized metabolites. Nicotiana tabacum has both glandular trichomes of capitate and peltate type. Our understanding of the initiation and development processes of glandular multicellular trichomes remains deficient for many species including N. tabacum. This, unlike unicellular (non-glandular) trichomes, such as those of Arabidopsis thaliana, where the cytological and molecular aspects of development are already well characterized. For N. tabacum, the initiation and development of trichomes seems to be ordered by a transcriptional network different from that operating in A. thaliana. In order to discover potential stakeholders, various genetic constructs on genes that are supposed to intervene in the initiation and development of trichomes of this plant have been carried out with a view to the creation of stable transgenic tobacco lines. First, the creation of reporter lines for PDF1 and HEC2 whose promoter sequences were placed upstream of a GUS-Venus reporter gene in order to be able to determine the activity profile of these promoters. Secondly, the creation of lines overexpressing the PDF1, HEC2 and CNR13 genes with a β-estradiol inducible promoter in order to observe the impact of the overexpression of these genes on the phenotype of tobacco trichomes. And finally, the creation of a line resulting in a silencing of the CNR13 gene by amiRNA technique with a β-estradiol inducible promoter in order to observe the impact of the silencing of this gene on the tobacco trichome phenotype.Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries, Université catholique de Louvain, 201