Projet ANR-11-BSV7-0024 – MELODY : Déterminisme du sexe chez les plantes: caracterisation fonctionnelle des gènes de la monoecie et de la gynoecie chez les Cucurbitacées.
Programme : Blanc - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (Blanc SVSE 7) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Catherine DOGIMONT (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - PACA - CENTRE DE RECHERCHE D'AVIGNON)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Biométrie et Biologie Évolutive; Reproduction et Développement des Plantes; Institut des Sciences des Plantes de Paris Saclay; Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes; Université Paris Descartes
Montant : 599999.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 48 mois
Résumé : Comment le sexe d’une fleur ou d’une plante est contrôlée est une question centrale de la biologie du développement chez les plantes. Comprendre ce processus a également d’importantes implications pratiques en agriculture et en sélection des plantes, dans la mesure où le sexe des fleurs et des plantes constitue souvent un facteur limitant de la sélection et de la production des plantes cultivées.
Le déterminisme du sexe est un processus qui aboutit à la séparation physique des structures à l’origine des gamètes mâles et femelles, soit sur des fleurs séparées sur une même plante, pour les espèces monoïques, soit sur des individus séparés, dans le cas des espèces dioïques. Chez les Cucurbitacées, plusieurs espèces dont le concombre (Cucumis sativus) et le melon (Cucumis melo), portent des primordiaux floraux bisexués, qui se développent en fleurs unisexuées. Le type sexuel est déterminé par l’inhibition sélective au cours du développent, soit des étamines mâles, soit du carpelle femelle. 
Chez le melon, le déterminisme du sexe est contrôlé par le gène a (andromonoecious) et le gène g (gynoecious). L’interaction des allèles à ces deux loci conduit à différents types sexuels. Les plantes monoïques (A-G-) et andromonoïques (aaG-) portent des fleurs mâles sur l’axe principal et, respectivement, quelques fleurs femelles ou hermaphrodites suivie de fleurs mâles sur les rameaux axillaires. A l’opposé, les plantes gynoïques (A-gg) ou hermaphrodites (aagg) portent respectivement que des fleurs femelles ou hermaphrodites. De plus, chez les Cucurbitacées, l’expression des types sexuels peut être modulée par l’application d’hormones, telle l’éthylène, ainsi que par les facteurs environnementaux.
Le clonage du gène a a révélé que l’andromonoécie résulte d’une mutation dans le site actif de l’enzyme 1-aminocyclopropane-1-acide carboxylique synthase, CmACS-7. De même, nous avons cloné le gène g et montré que la transition fleurs mâles - fleurs femelles dans les lignées gynoïques résulte de modifications épigénétiques dans le promoteur d’un facteur de transcription, CmWIP1. De plus, nous avons montré que CmWIP1 réprime de manière épistatique l’expression de CmACS-7, permettant ainsi le développement des étamines. L’ensemble de ces données nous a permis de proposer un modèle dans lequel les deux gènes interagissent pour contrôler le développement des fleurs mâles, femelles et hermaphrodites. 
Le but de ce projet est d’utiliser les informations de séquences des gènes CmACS-7 et CmWIP1 comme point de départ pour comprendre comment ces deux gènes contrôlent le sexe de la plante. La stratégie proposée repose sur les compétences complémentaires des 6 partenaires du projet et sur l’intégration des données qui seront obtenues par la combinaison de différentes technologies ‘omiques’. Les hypothèses et les concepts seront validés par une approche génétique. Le but final du projet MELODY est de produire des prototypes stables de melon pour les différentes formes sexuelles et de tester leur intérêt agronomique. Les résultats et les concepts qui seront obtenus sur le modèle melon seront transférés, à l’issue du projet, à d’autres Cucurbitacées.