# Construction du grain de sorgho: une feuille de route transcriptomique ciblant la teneur et digestibilité des protéines

Mamadou Sene, Angélique Berger, Caroline Catalayud, Maelle Rios, Joelle Bonicel, Marie-Hélène Morel, David Pot, Nancy Terrier

► To cite this version:

Mamadou Sene, Angélique Berger, Caroline Catalayud, Maelle Rios, Joelle Bonicel, et al., Construc-
tion du grain de sorgho: une feuille de route transcriptomique ciblant la teneur et digestibilité des
protéines. Colloque Graines 2023, Nov 2023, Versailles, France. 1 p. hal-05181473

HAL Id: hal-05181473

https://hal.science/hal-05181473v1

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# Construction du grain de sorgho : une feuille de route transcriptomique ciblant la teneur et digestibilité des protéines

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## SENE Mamadou

Sene M, Berger A, Calatayud C, Rios M, Bonicel J, Morel MH, Mameri H, Pot D, Terrier N

CIRAD, UMR AGAP Institut, F-34398 Montpellier, France

Colloque Graines 2023, 7-9 novembre, INRAE, Versailles

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Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques
Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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# Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

ET

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- 9 milliard d'individus en 2050

- Céréales assurent 30% des apports protéiques

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# Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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ET

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- 9 milliard d'individus en 2050

- Céréales assurent 30% des apports protéiques

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## Production de céréales en 2018/2019 (MT)

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# Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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Teferra et Awika, 2019
# Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

- 9 milliard d'individus en 2050

- Céréales assurent 30% des apports protéiques

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ET

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## Production de céréales en 2018/2019 (MT)

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Teferra et Awika, 2019

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6 % à 18 %, de protéines
(Lasztity 1996)

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# Le sorgho, céréale émergente, potentiel contributeur à l'offre de protéine en conditions de changements climatiques

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Teferra et Awika, 2019

6 % à 18 %, de protéines
(Lasztity 1996)

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# Kafirines principales protéines de stockage du sorgho, à digestibilité faible

## Kafirines = principales protéines du sorgho

* ✓ protéines de stockage

* ✓ localisées dans l'albumen (77 % à 82 %)

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Adaptée de Bean et al., 2019
# Kafirines principales protéines de stockage du sorgho, à digestibilité faible

## Kafirines = principales protéines du sorgho

* ✓ protéines de stockage

* ✓ localisées dans l'albumen (77 % à 82 %)

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Adaptée de Bean et al., 2019

## Limites pour une utilisation dans l'alimentation

* ✓ déséquilibre en acide aminé (faible teneur en lysine)

* ✓ faible digestibilité (diminue en cuisson)

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Gulati et al., 2017

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# Quelles sont les causes de cette faible digestibilité des kafirines ?

## Interactions entre les protéines et autres composants du grain :

* ✓ tanins

* ✓ amidon

* ✓ composants de la paroi cellulaire

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# Quelles sont les causes de cette faible digestibilité des kafirines ?

## Interactions entre les protéines et autres composant du grain :

* ✓ tanins

* ✓ amidon

* ✓ composants de la paroi cellulaire

## Structure de stockage des protéines :

* ✓ Formes de stockage des kafirines dans l'albumen

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# Quelles sont les causes de cette faible digestibilité des kafirines ?

## Interactions entre les protéines et autres composant du grain :

* ✓ tanins

* ✓ amidon

* ✓ composants de la paroi cellulaire

## Structure de stockage des protéines :

* ✓ Formes de stockage des kafirines dans l'albumen

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* ✓ Apparition de ponts disulfures supplémentaires pendant le développement du grain et la cuisson

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# Quelles sont les causes de cette faible digestibilité des kafirines ?

## Interactions entre les protéines et autres composant du grain :

* ✓ tanins

* ✓ amidon

* ✓ composants de la paroi cellulaire

## Structure de stockage des protéines :

* ✓ Formes de stockage des kafirines dans l'albumen

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* ✓ Apparition de ponts disulfures supplémentaires pendant le développement du grain et la cuisson

Quels sont les acteurs impliqués
dans l'établissement et la
modification du corps protéiques ?

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# Acteurs clés dans la régulation des protéines de stockage et leur digestibilité chez le sorgho

Aucune connaissance disponible sur les facteurs régulateurs de l'accumulation des protéines du grain et leur digestibilité

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# Acteurs clés dans la régulation des protéines de stockage et leur digestibilité chez le sorgho

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Aucune connaissance disponible sur les facteurs régulateurs de l'accumulation des protéines du grain et leur digestibilité

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Plusieurs connaissances disponibles sur les facteurs régulateurs de l'accumulation des protéines du grain

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Objectifs

Générer des connaissances sur les mécanismes moléculaires impliqués dans l'accumulation des protéines du grain de sorgho et leur faible digestibilité
Objectifs

Générer des connaissances sur les mécanismes moléculaires impliqués dans
l'accumulation des protéines du grain de sorgho et leur faible digestibilité

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# Données RNAseq et Traits étudiés

<figure><img src="image_69.png" /></figure>

- Genotype **Macia**

- 2 années (2017, 2018)

- 3 réplicas biologiques/année

- 10 stades de développement (Anthèse+7 à Anthèse+40)

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# Données RNAseq et Traits étudiés

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- Genotype **Macia**

- 2 années (2017, 2018)

- 3 réplicas biologiques/année

- 10 stades de développement (Anthèse+7 à Anthèse+40)

RNAseq = 60 échantillons, 37325 gènes

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Analyse de reseau de gènes (WGCNA, Cytoscape)

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# Données RNAseq et Traits étudiés

<figure><img src="image_75.png" /></figure>

- Genotype **Macia**

- 2 années (2017, 2018)

- 3 réplicas biologiques/année

- 10 stades de développement (Anthèse+7 à Anthèse+40)

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RNAseq = 60 échantillons, 37325 gènes

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Analyse de reseau de gènes (WGCNA, Cytoscape)

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turbidité

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pepsin

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- ✓ Protéines (µg/grain)

- ✓ Digestibilité des protéines (%)

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# Données RNAseq et Traits étudiés

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- Genotype **Macia**

- 2 années (2017, 2018)

- 3 réplicas biologiques/année

- 10 stades de développement (Anthèse+7 à Anthèse+40)

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RNAseq = 60 échantillons, 37325 gènes

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Analyse de reseau de gènes (WGCNA, Cytoscape)

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turbidité

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pepsin

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- ✓ Protéines (µg/grain)

- ✓ Digestibilité des protéines (%)

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- ✓ Vitesse d'accumulation des protéines (V.A.Protéines)

- ✓ Vitesse de perte de digestibilité (V.P.Digestibilité)

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Liens entre les modules, vitesse d'accumulation des protéines et la vitesse de perte de digestibilité

<figure><img src="image_93.png" /></figure>

✓ Identification de 19 modules de co-expressions

<figure><img src="image_94.png" /></figure>
# Liens entre les modules, vitesse d'accumulation des protéines et la vitesse de perte de digestibilité

<figure><img src="image_95.png" /><figcaption>## Liens entre modules, V.A.Protéines et V.P.Digestibilité</figcaption></figure>

✓ Identification de 19 modules de co-expressions

<figure><img src="image_96.png" /></figure>
# Liens entre les modules, vitesse d'accumulation des protéines et la vitesse de perte de digestibilité

<figure><img src="image_97.png" /><figcaption>## Liens entre modules, V.A.Protéines et V.P.Digestibilité</figcaption></figure>

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* ✓ Identification de 19 modules de co-expressions

* ✓ Forte corrélation entre le module jaune clair et V.A.Protéines

* ✓ Forte corrélation entre le module vert clair et la V.P.Digestibilité
# Liens entre les modules, vitesse d'accumulation des protéines et la vitesse de perte de digestibilité

<figure><img src="image_99.png" /><figcaption>## Liens entre modules, V.A.Protéines et V.P.Digestibilité</figcaption></figure>

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* ✓ Identification de 19 modules de co-expressions

* ✓ Forte corrélation entre le module jaune clair et V.A.Protéines

* ✓ Forte corrélation entre le module vert clair et la V.P.Digestibilité

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* ✓ Explorer

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→ gènes clés dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_103.png" /></figure>

→ gènes clés dans la perte de digestibilité
Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

✓ Module jaune clair
Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

✓ Module jaune clair

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Visualisation du réseau de co-expression du module jaune clair avec *Cytoscape*

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Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

✓ Module jaune clair

✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

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<figure><img src="image_108.png" /></figure>

<figure><img src="image_109.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

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Visualisation du réseau de co-expression du module jaune clair avec Cytoscape 33

<figure><img src="image_111.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

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Plant Cell. 2012 Aug; 24(8): 3447-3462.

Published online 2012 Aug 14. doi: 10.1105/tpc.112.101360

Opaque1 Encodes a Myosin XI Motor Protein That Is Required for Endoplasmic Reticulum Motility and Protein Body Formation in Maize Endosperm [C][W][OA]

Guifeng Wang, Fang Wang, Gang Wang, Fei Wang, Xiaowei Zhang, Mingyu Zhong, Jin Zhang, Dianbin Lin, Yuanping

Tang, Zhengkai Xu, and Rentao Song¹

<figure><img src="image_113.png" /></figure>

<figure><img src="image_114.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

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## PLOS GENETICS

### Maize opaque10 Encodes a Cereal-Specific Protein That Is Essential for the Proper Distribution of Zeins in Endosperm Protein Bodies

Dongsheng Yao, Weiwei Qi, Xia Li, Qing Yang, Shumei Yan, Huiling Ling, Gang Wang, Guifeng Wang, Rentao Song

Published: August 19, 2016 • https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006270

<figure><img src="image_116.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

* ✓ Orthologues de FT connus chez le maïs ou le riz, comme impliqués dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_117.png" /><figcaption>Visualisation du réseau de co-expression du module jaune clair avec Cytoscape</figcaption></figure>

<figure><img src="image_118.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

* ✓ Orthologues de FT connus chez le maïs ou le riz, comme impliqués dans l'accumulation des protéines

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Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Sep 27; 113(39): 10842-10847.

Published online 2016 Sep 12. doi: 10.1073/pnas.1613721113

Maize endosperm-specific transcription factors O2 and PBF network the regulation of protein and starch synthesis

Zhiyong Zhang, a,b Xixi Zheng, a Jun Yang, a Joachim Messing, b,1 and Yongrui Wu a,1

PMCID: PMC5047157

PMID: 27621432

<figure><img src="image_120.png" /></figure>

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# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

* ✓ Orthologues de FT connus chez le maïs ou le riz, comme impliqués dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_122.png" /></figure>

**OPAQUE11** Is a Central Hub of the Regulatory Network for Maize Endosperm Development and Nutrient Metabolism [OPEN]

Fan Feng,ª Weiwei Qi,ª Yuanda Lv,ᵇ Shumei Yan,ª Liming Xu,ª Wenyao Yang,ª Yue Yuan,ª Yihan Chen,ª Han Zhao,ᵇ and Rentao Songª,c,¹

Plant Cell

<figure><img src="image_123.png" /></figure>

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# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

* ✓ Orthologues de FT connus chez le maïs ou le riz, comme impliqués dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_125.png" /></figure>

The B3 domain-containing transcription factor ZmABI19 coordinates expression of key factors required for maize seed development and grain filling

Tao Yang,¹,† Liangxing Guo,¹,²,† Chen Ji,¹,² Haihai Wang,¹ Jiechen Wang,¹ Xixi Zheng,¹,² Qiao Xiao,¹,² and Yongrui Wu¹,*

Article

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<figure><img src="image_127.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans l'accumulation des protéines

* ✓ Module jaune clair

* ✓ 20/23 des gènes connus d'α-Kafirines

* ✓ Orthologues de gènes de maïs dont les mutants sont affectés dans l'accumulation des protéines

* ✓ Orthologues de FT connus chez le maïs ou le riz, comme impliqués dans l'accumulation des protéines

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## NKD Transcription Factors Are Central Regulators of Maize Endosperm Development

<figure><img src="image_129.png" /></figure>

Bryan C. Gontarek, Anjanasree K. Neelakandan, Hao Wu, Philip W. Becraft

### Author Notes

*The Plant Cell*, Volume 28, Issue 12, December 2016, Pages 2916-2936,

<figure><img src="image_130.png" /></figure>

<figure><img src="image_131.png" /></figure>
# Identification des Facteurs de transcription clés dans la biosynthèse des kafirines

FT les plus liés aux gènes de α-kafirines

<figure><img src="image_132.png" /></figure>

<figure><img src="image_133.png" /></figure>
# Identification des Facteurs de transcription clés dans la biosynthèse des kafirines

## FT les plus liés aux gènes de α-kafirines

<table><thead><tr><td>FT</td><td>Sobic_Name</td><td>Fréquence</td></tr></thead><tbody><tr><td>PBF_2 (Dof)</td><td>Sobic.008G001700</td><td>17</td></tr><tr><td>PBF_1 (Dof)</td><td>Sobic.005G001500</td><td>14</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC)</td><td>Sobic.009G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>PTF1 (bHLH)</td><td>Sobic.010G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>CO_like</td><td>Sobic.004G256200</td><td>14</td></tr><tr><td>DD7 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293000</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293100</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.004G285400</td><td>13</td></tr><tr><td>RGA (GRAS)</td><td>Sobic.008G168400</td><td>12</td></tr><tr><td>GATA16 (GATA)</td><td>Sobic.003G157300</td><td>11</td></tr><tr><td>BRZ1 (BES1)</td><td>Sobic.003G026300</td><td>10</td></tr><tr><td>ZmABI19 (B3)</td><td>Sobic.003G275400</td><td>10</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC75)</td><td>Sobic.006G004100</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.009G086800</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.002G192600</td><td>9</td></tr><tr><td>MYB3R4 (MYB)</td><td>Sobic.004G123400</td><td>7</td></tr><tr><td>OsSPL6 (SBP)</td><td>Sobic.001G026500</td><td>6</td></tr><tr><td>C3H</td><td>Sobic.005G111700</td><td>6</td></tr><tr><td>G2_like</td><td>Sobic.002G147400</td><td>5</td></tr><tr><td>NKD2 (C2H2)</td><td>Sobic.006G180900</td><td>5</td></tr><tr><td>Opaque54 (bZIP)</td><td>Sobic.002G054800</td><td>4</td></tr><tr><td>HD_ZIP</td><td>Sobic.003G303500</td><td>4</td></tr><tr><td>NAC</td><td>Sobic.007G166100</td><td>4</td></tr><tr><td>NF_YC</td><td>Sobic.008G071900</td><td>4</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_134.png" /></figure>

<figure><img src="image_135.png" /></figure>
# Identification des Facteurs de transcription clés dans la biosynthèse des kafirines

## FT les plus liés aux gènes de α-kafirines

### Connus dans l'accumulation des protéines

<table><thead><tr><td>FT</td><td>Sobic_Name</td><td>Fréquence</td></tr></thead><tbody><tr><td>PBF_2 (Dof)</td><td>Sobic.008G001700</td><td>17</td></tr><tr><td>PBF_1 (Dof)</td><td>Sobic.005G001500</td><td>14</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC)</td><td>Sobic.009G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>PTF1 (bHLH)</td><td>Sobic.010G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>CO_like</td><td>Sobic.004G256200</td><td>14</td></tr><tr><td>DD7 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293000</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293100</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.004G285400</td><td>13</td></tr><tr><td>RGA (GRAS)</td><td>Sobic.008G168400</td><td>12</td></tr><tr><td>GATA16 (GATA)</td><td>Sobic.003G157300</td><td>11</td></tr><tr><td>BRZ1 (BES1)</td><td>Sobic.003G026300</td><td>10</td></tr><tr><td>ZmABI19 (B3)</td><td>Sobic.003G275400</td><td>10</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC75)</td><td>Sobic.006G004100</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.009G086800</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.002G192600</td><td>9</td></tr><tr><td>MYB3R4 (MYB)</td><td>Sobic.004G123400</td><td>7</td></tr><tr><td>OsSPL6 (SBP)</td><td>Sobic.001G026500</td><td>6</td></tr><tr><td>C3H</td><td>Sobic.005G111700</td><td>6</td></tr><tr><td>G2_like</td><td>Sobic.002G147400</td><td>5</td></tr><tr><td>NKD2 (C2H2)</td><td>Sobic.006G180900</td><td>5</td></tr><tr><td>Opaque54 (bZIP)</td><td>Sobic.002G054800</td><td>4</td></tr><tr><td>HD_ZIP</td><td>Sobic.003G303500</td><td>4</td></tr><tr><td>NAC</td><td>Sobic.007G166100</td><td>4</td></tr><tr><td>NF_YC</td><td>Sobic.008G071900</td><td>4</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_136.png" /></figure>

<figure><img src="image_137.png" /></figure>
# Identification des Facteurs de transcription clés dans la biosynthèse des kafirines

## FT les plus liés aux gènes de α-kafirines

Connus dans l'accumulation des protéines

<table><thead><tr><th>FT</th><th>Sobic_Name</th><th>Fréquence</th></tr></thead><tbody><tr><td>PBF_2 (Dof)</td><td>Sobic.008G001700</td><td>17</td></tr><tr><td>PBF_1 (Dof)</td><td>Sobic.005G001500</td><td>14</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC)</td><td>Sobic.009G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>PTF1 (bHLH)</td><td>Sobic.010G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>CO_like</td><td>Sobic.004G256200</td><td>14</td></tr><tr><td>DD7 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293000</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293100</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.004G285400</td><td>13</td></tr><tr><td>RGA (GRAS)</td><td>Sobic.008G168400</td><td>12</td></tr><tr><td>GATA16 (GATA)</td><td>Sobic.003G157300</td><td>11</td></tr><tr><td>BRZ1 (BES1)</td><td>Sobic.003G026300</td><td>10</td></tr><tr><td>ZmABI19 (B3)</td><td>Sobic.003G275400</td><td>10</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC75)</td><td>Sobic.006G004100</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.009G086800</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.002G192600</td><td>9</td></tr><tr><td>MYB3R4 (MYB)</td><td>Sobic.004G123400</td><td>7</td></tr><tr><td>OsSPL6 (SBP)</td><td>Sobic.001G026500</td><td>6</td></tr><tr><td>C3H</td><td>Sobic.005G111700</td><td>6</td></tr><tr><td>G2_like</td><td>Sobic.002G147400</td><td>5</td></tr><tr><td>NKD2 (C2H2)</td><td>Sobic.006G180900</td><td>5</td></tr><tr><td>Opaque54 (bZIP)</td><td>Sobic.002G054800</td><td>4</td></tr><tr><td>HD_ZIP</td><td>Sobic.003G303500</td><td>4</td></tr><tr><td>NAC</td><td>Sobic.007G166100</td><td>4</td></tr><tr><td>NF_YC</td><td>Sobic.008G071900</td><td>4</td></tr></tbody></table>

Connus dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_138.png" /></figure>

Connus dans l'accumulation des protéines

<figure><img src="image_139.png" /></figure>

<figure><img src="image_140.png" /></figure>

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# Identification des Facteurs de transcription clés dans la biosynthèse des kafirines

## FT les plus liés aux gènes de α-kafirines

Connus dans l'accumulation des protéines

Non connus dans l'accumulation des protéines

Connus dans l'accumulation des protéines

Connus dans l'accumulation des protéines

<table><thead><tr><th>FT</th><th>Sobic_Name</th><th>Fréquence</th></tr></thead><tbody><tr><td>PBF_2 (Dof)</td><td>Sobic.008G001700</td><td>17</td></tr><tr><td>PBF_1 (Dof)</td><td>Sobic.005G001500</td><td>14</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC)</td><td>Sobic.009G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>PTF1 (bHLH)</td><td>Sobic.010G071600</td><td>16</td></tr><tr><td>CO_like</td><td>Sobic.004G256200</td><td>14</td></tr><tr><td>DD7 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293000</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.002G293100</td><td>13</td></tr><tr><td>DD4 (C2H2)</td><td>Sobic.004G285400</td><td>13</td></tr><tr><td>RGA (GRAS)</td><td>Sobic.008G168400</td><td>12</td></tr><tr><td>GATA16 (GATA)</td><td>Sobic.003G157300</td><td>11</td></tr><tr><td>BRZ1 (BES1)</td><td>Sobic.003G026300</td><td>10</td></tr><tr><td>ZmABI19 (B3)</td><td>Sobic.003G275400</td><td>10</td></tr><tr><td>NAC75 (NAC75)</td><td>Sobic.006G004100</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.009G086800</td><td>10</td></tr><tr><td>OsNAC20 (NAC)</td><td>Sobic.002G192600</td><td>9</td></tr><tr><td>MYB3R4 (MYB)</td><td>Sobic.004G123400</td><td>7</td></tr><tr><td>OsSPL6 (SBP)</td><td>Sobic.001G026500</td><td>6</td></tr><tr><td>C3H</td><td>Sobic.005G111700</td><td>6</td></tr><tr><td>G2_like</td><td>Sobic.002G147400</td><td>5</td></tr><tr><td>NKD2 (C2H2)</td><td>Sobic.006G180900</td><td>5</td></tr><tr><td>Opaque54 (bZIP)</td><td>Sobic.002G054800</td><td>4</td></tr><tr><td>HD_ZIP</td><td>Sobic.003G303500</td><td>4</td></tr><tr><td>NAC</td><td>Sobic.007G166100</td><td>4</td></tr><tr><td>NF_YC</td><td>Sobic.008G071900</td><td>4</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_142.png" /></figure>

<figure><img src="image_143.png" /></figure>
# Choix des FT à tester pour étudier leur rôles dans l'accumulation des protéines

O2 et PBF1 des hubs qui coordonnent la régulation de l'accumulation des zéines

<figure><img src="image_144.png" /></figure>

Adaptée de Wu et al., 2022. Front. Plant Sci., 2022

<figure><img src="image_145.png" /></figure>

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# Choix des FT à tester pour étudier leur rôles dans l'accumulation des protéines

O2 et PBF1 des hubs qui coordonnent la régulation de l'accumulation des zéines

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Adaptée de Wu et al., 2022. Front. Plant Sci., 2022

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Choix des FT à tester pour étudier leur rôles dans l'accumulation des protéines

O2 et PBF1 des hubs qui coordonnent la régulation de l'accumulation des zéines

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Adaptée de Wu et al., 2022. Front. Plant Sci., 2022

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Choix des FT à tester pour étudier leur rôles dans l'accumulation des protéines

O2 et PBF1 des hubs qui coordonnent la régulation de l'accumulation des zéines

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Adaptée de Wu et al., 2022. Front. Plant Sci., 2022

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# Choix des FT à tester pour étudier leur rôles dans l'accumulation des protéines

O2 et PBF1 des hubs qui coordonnent la régulation de l'accumulation des zéines

<figure><img src="image_154.png" /></figure>

Adaptée de Wu et al., 2022. Front. Plant Sci., 2022

## 9 TF choisis pour validation

* Opaques 2 (54, 55)

* Pbf1 (pbf1 et pbf2)

* NKD2

* ZmAB119

* NAC075

* bHLH

* NF-YC

<figure><img src="image_155.png" /></figure>

<figure><img src="image_156.png" /></figure>
# Validation des facteurs clés dans l'accumulation des protéines

## Surexpression dans des protoplastes de Sorgho

<figure><img src="image_157.png" /></figure>

<figure><img src="image_158.png" /></figure>
# Validation des facteurs clés dans l'accumulation des protéines

## Surexpression dans des protoplastes de Sorgho

<figure><img src="image_159.png" /></figure>

* Identifier les régions cis dans les promoteurs des **α-Kafirines** et FT clès

* Identifier les facteurs trans : FT ayant des sites de fixation sur ces régions cis

<figure><img src="image_160.png" /></figure>

<figure><img src="image_161.png" /></figure>
# Validation des facteurs clés dans l'accumulation des protéines

## Surexpression dans des protoplastes de Sorgho

<figure><img src="image_162.png" /></figure>

Orienter le réseau de régulation et confirmer les FT clés
remerciements

<figure><img src="image_163.png" /><figcaption>N. Terrier</figcaption></figure>

<figure><img src="image_164.png" /><figcaption>D. Pot</figcaption></figure>

<figure><img src="image_165.png" /><figcaption>H. Mameri</figcaption></figure>

<figure><img src="image_166.png" /><figcaption>A. Berger</figcaption></figure>

<figure><img src="image_167.png" /><figcaption>M. Rios</figcaption></figure>

<figure><img src="image_168.png" /><figcaption>C. Calatayud</figcaption></figure>

<figure><img src="image_169.png" /><figcaption>J. Bonnicel</figcaption></figure>

<figure><img src="image_170.png" /><figcaption>M.H. Morel</figcaption></figure>

<figure><img src="image_171.png" /></figure>
MERCI POUR VOTRE ATTENTION

<figure><img src="image_172.png" /></figure>
# Gènes clés impliqués dans la perte de digestibilité

* ✓ Module vert clair

* ✓ Gènes clés : GS>|0,8|

* ✓ Majoritairement des FT

* ✓ 8 gènes de structure :

- GBSSI : amidon synthase 1-2

- PDI : Protéine disulfure isomérase

<table><thead><tr><th>Nom de gène<br>Sorgho</th><th>Espèce du gène<br>orthologue</th><th>Symbole du gène</th><th>Classe de Facteur de<br>Transcription</th><th>References</th><th>GS<br>Digestibilité</th></tr></thead><tbody><tr><td>Sobic.002G116000</td><td>O. sativa</td><td>GBSSI or waxy</td><td>-</td><td>Smith., 1997</td><td>0,912</td></tr><tr><td>Sobic.009G057600</td><td>O. sativa</td><td>Os03g42280.1</td><td>B3</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,896</td></tr><tr><td>Sobic.001G496600</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>STAT</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,895</td></tr><tr><td>Sobic.003G027000</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>MIKC_MADS</td><td>Jin et al., 2018</td><td>0,892</td></tr><tr><td>Sobic.004G056000</td><td>O. sativa</td><td>OsMADS29</td><td>MIKC_MADS</td><td>Ouyang et al., 2007</td><td>0,883</td></tr><tr><td>Sobic.007G193300</td><td>O. sativa</td><td>OsMADS7/OsMADS45</td><td>MIKC_MADS</td><td>Zhang et al., 2018</td><td>0,877</td></tr><tr><td>Sobic.001G086400</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>MIKC_MADS</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,874</td></tr><tr><td>Sobic.003G381100</td><td>O. sativa</td><td>OsMADS21</td><td>MIKC_MADS</td><td>Ouyang et al., 2007</td><td>0,870</td></tr><tr><td>Sobic.001G178100</td><td>A. thaliana</td><td>IMP</td><td>-</td><td>Rishi et al., 2015</td><td>0,865</td></tr><tr><td>Sobic.001G217200</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>HD-ZIP</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,862</td></tr><tr><td>Sobic.001G235100</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>MYB_related</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,857</td></tr><tr><td>Sobic.002G054400</td><td>O. sativa</td><td>OsPK2</td><td>-</td><td>Cai et al., 2018</td><td>0,849</td></tr><tr><td>Sobic.004G000400</td><td>Z. mays</td><td>PDI</td><td>-</td><td>Nancy_Mano</td><td>0,849</td></tr><tr><td>Sobic.001G537300</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>HD-ZIP</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,845</td></tr><tr><td>Sobic.006G266400</td><td>Z. mays</td><td>ZmAFL4</td><td>B3</td><td>Grimault et al., 2015</td><td>0,839</td></tr><tr><td>Sobic.001G217300</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>ARF</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,836</td></tr><tr><td>Sobic.007G141600</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>C2H2</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,835</td></tr><tr><td>Sobic.001G239500</td><td>O. sativa</td><td>SS 1-2</td><td>-</td><td>Ouyang et al., 2007</td><td>0,833</td></tr><tr><td>Sobic.003G379000</td><td>O. sativa</td><td>OsMADS2</td><td>MIKC_MADS</td><td>Ouyang et al., 2007</td><td>0,829</td></tr><tr><td>Sobic.002G368700</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>MIKC_MADS</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,829</td></tr></tbody></table>

PDI : a des propriétés d'oxydoréductase et d'isomérase et peut causer le repliement des protéines dans le réticulum endoplasmique en catalysant la formation de ponts disulfures (Moretti & Laurindo, 2017)

<table><tr><td>Sobic.001G219300</td><td>Z. mays</td><td>Mdh4</td><td>Chen et al., 2020</td><td>0,806</td></tr><tr><td>Sobic.004G026700</td><td>S.bicolor</td><td>NA</td><td>bZIP</td><td>Jin et al., 2017</td><td>0,802</td></tr></table>

<figure><img src="image_173.png" /></figure>

<figure><img src="image_174.png" /></figure>
# Evolution de l'accumulation des protéines et leur digestibilité au cours du développement du grain

La quantité de protéines dans les grains augmente progressivement au cours de son développement

<figure><img src="image_175.png" /></figure>

## Sigmoïde

<figure><img src="image_176.png" /></figure>

Vitesse d'accumulation des protéines est max entre le 13ème et 17ème JAA et baisse

<figure><img src="image_177.png" /></figure>

La digestibilité des protéines est assez stable dans les 17 JAA, puis baisse progressivement

<figure><img src="image_178.png" /></figure>

## Polynôme 2

<figure><img src="image_179.png" /></figure>

Vitesse de perte de digestibilité est progressive durant tout le cycle de développement du grain

<figure><img src="image_180.png" /></figure>
# Analyses statistiques des données phénotypiques

* ANOVA + test HSD de Tukey : étudier l'évolution de chaque trait et comparer les différents stades au cours du développement du grain

* Test de plusieurs modèles mathématiques (Sigmoïde, Polynômes) : calculer les vitesses d'accumulation des protéines et les vitesses de perte de digestibilité entre les différents stades

<figure><img src="image_181.png" /></figure>

* Vitesse d'accumulation des protéines

* Vitesse d'accumulation de l'amidon

* Vitesse de perte de digestibilité