Etude de l'interaction entre l'éthylène et le jasmonate, hormones impliquées dans la production de caoutchouc naturel chez Hevea brasiliensis

Les jasmonates et l'ethylene sont d'importants signaux de regulation du developpement des plantes et de reponse aux stress biotiques et abiotiques. La production de jasmonates est induite a la suite d'une blessure mecanique ou des agents pathogenes. L'acide jasmonique et l'ethylene agissent en synergie sur l'activation de l'expression des genes de defense tels que PDF1.2. Le Facteur de Reponse a l'Ethylene1 (ERF1) est un integrateur cle de ces signaux hormonaux chez Arabidopsis. ERF1 appartient a la superfamille des facteurs de transcription AP2/ERF, lesquels jouent un role crucial dans le developpement et la reponse aux stress. Hevea brasiliensis est la seule source commerciale de caoutchouc naturel, lequel est synthetise dans les cellules laticiferes. Le latex s'ecoule du tronc des heveas apres la saignee. L'ethephon, un generateur d'ethylene, est un stimulant exogene adopte largement dans les plantations d'hevea pour ameliorer la production de latex en prolongeant l'ecoulement de latex et en stimulant le metabolisme des cellules requis pour la regeneration du latex. Les jasmonates sont aussi impliques dans la formation des laticiferes. Etant donne l'implication de l'ethylene et de l'acide jasmonique dans la reponse coordonnee a la saignee et a la stimulation par l'ethephon chez Hevea brasiliensis, leur interaction est supposee jouer un role important dans la production de latex. L'objectif de cette these est de decouvrir les regulateurs cles de l'interaction entre la blessure, le jasmonate et l'ethylene chez Hevea brasiliensis. A travers l'analyse de l'expression de 25 genes impliques dans les voies de transduction du jasmonate, de l'ethylene et dans le metabolisme cellulaire, nous avons montre que des voies de reponse dependantes et independantes a l'ethylene et au jasmonate coexistent chez Hevea brasiliensis. La regulation temporelle influence aussi l'expression des genes. L'etude s'est alors focalisee sur les facteurs de transcription de la superfamille des AP2/ERF. A partir de bases de donnees de sequences transcriptomiques de differents tissus obtenu par pyrosequencage, 173 membres AP2/ERF ont ete identifies chez Hevea brasiliensis dont 142 pleines longueurs. Cette superfamille est divisee en 3 familles majeures : AP2, ERF et RAV. Cinquante neuf membres sont exprimes dans le latex ce qui suggere qu'ils ont une fonction importante dans le metabolisme des laticiferes. En plus du microARN172 connu pour cibler les transcrits AP2/ERF, six autres microARNs ont ete predits pour inhiber les transcrits de cette superfamille. L'identification de l'orthologue a AtERF1 a ete aussi menee chez Hevea brasiliensis. L'expression de 14 genes HbERF du groupe IX a ete etudiee en reponse a la blessure, au methyl jasmonate et a l'ethylene. L'accumulation relative des transcrits est remarquable pour trois genes : HbERF-IXc4, HbERF-IXc5 et HbERF-IXc6. Ces genes candidats ont ete caracterises pour la localisation subcellulaire et la trans-activation du promoteur du gene PDF1.2. La fusion traductionnelle HbERF-IXc4::GFP a revele que HbERFIXc4 code pour une proteine nucleaire comme les facteurs de transcription. Le HbERF-IXc5 induit la plus forte activation du promoteur du gene PDF1.2 qui est un gene de defense induit fortement par AtERF1 et ORA59. Ces resultats suggerent que HbERF-IXc5 est l'orthologue a AtERF1 chez Hevea brasiliensis, lequel est implique dans la communication des voies de signalisation de l'ethylene et du jasmonate. L'identification des transcrits AP2/ERF chez Hevea brasiliensis, et la caracterisation des ERFs du groupe IX apportent les bases generales pour etudier la regulation moleculaire de la production de latex en reponse aux stress et de la differentiation des cellules laticiferes. Nos resultats suggerent que HbERF-IXc5 est un integrateur essentiel des voies de signalisation ethylene et jasmonate chez Hevea brasiliensis. (Resume d'auteur)