Caractérisation de la famille multigénique des Aux/IAA, étude fonctionnelle du gène Sl-IAA27

Au cours du developpement des plantes, l'auxine controle de nombreux processus dont notamment la dominance apicale, le phototropisme, la phyllotaxie, la formation des racines laterales et le developpement des fruits. Le metabolisme, la perception ainsi que la signalisation de l’auxine ont majoritairement ete etudies chez Arabidopsis. Afin d’elucider la fonction de cette hormone au cours du developpement des fruits, nous avons utilise la tomate comme plante modele. En effet la tomate est a la fois une espece reference pour la famille des Solanacees mais egalement pour les plantes a fruits charnus. Les genes Aux/IAA jouent un role determinant dans la voie de signalisation auxinique en formant notamment un complexe avec l’un des recepteurs de cette hormone et en reprimant l’activite des facteurs de transcriptions de type ARF. Au cours de ce travail, nous avons caracterise la famille multigenique des Aux/IAA chez la tomate. Elle est composee de 25 membres que nous avons nommes en reference a ceux d’Arabidopsis. Le niveau d’expression des genes Aux/IAA est variable en fonction du gene, de l’organe ou du tissu considere. L’expression de plusieurs de ces genes est regulee a la fois par l’auxine et l’ethylene, ce qui suggere que les Aux/IAA sont relies aux voies de signalisation de ces deux hormones. L’elucidation de la fonction des Aux/IAA de tomate est realisee a travers la caracterisation de plantes transgeniques avec une attention particuliere portee aux lignees montrant des phenotypes affectant le developpement et la qualite du fruit ou presentant un interet pour le dialogue entre l’auxine et l’ethylene. Parmi ces lignees, les plantes sous-exprimant le gene Sl-IAA27 presentent une alteration du developpement des fleurs et des fruits. De plus, la diminution de l’expression de Sl-IAA27entraine la sous-expression de genes impliques dans la voie de biosynthese de la chlorophylle se traduisant par une diminution de la teneur en chlorophylle dans les feuilles. Ces resultats montrent la diversite fonctionnelle des Sl-IAA et souligne le role de regulateur joue par l’auxine au cours du developpement du fruit. ABSTRACT : The phytohormone auxin controls various developmental processes, including apical dominance, tropisms, vascular patterning and fruit set. Auxin metabolism, transport, perception and signaling are mainly studied in the plant model Arabidopsis. To understand the auxin regulation process of fruit development, the tomato plant which is a reference species for Solanaceae and fleshy fruit plants is a good model of study. Aux/IAA genes play a key role in auxin signaling pathway, through their participation to the receptor complex of the hormone and by repressing the activity of ARF type transcription factors. In this work the 25 Sl-IAA family members have been isolated and renamed according to their phylogeny relationship with AtIAAs. Sl-IAA genes display distinctive expression pattern in different tomato organs and tissues, and some of them display differential responses to auxin and ethylene, suggesting that Aux/IAAs may play a role in linking both hormone signaling pathways. To improve knowledge about Aux/IAA function, transgenic tomato plants have been generated. The involvement of Aux/IAAs in notably fruit development was addressed through the characterization of the Sl-IAA27 gene. Its down-regulation in plants lead to altered flower and fruit development with a modified shape of the fruits and reduced volume. Moreover, fertilization capacity was strongly altered by the silencing of Sl-IAA27 resulting in the formation of fruits with reduced seed number. In addition, the reduced expression of Sl- IAA27 leads to a down-regulation of genes involved in chlorophyll biosynthesis triggering reduced leaf chlorophyll accumulation content. These results showed a functional diversity among Sl-IAA family members and underlined the involvement of auxin notably in the regulation of fruit development.