226 research outputs found
Implementation of two high through-put techniques in a novel application: detecting point mutations in large EMS mutated plant populations
No full textBackground - The establishment of mutant populations together with the strategies for targeted mutation detection has been applied successfully to a large number of organisms including many species in the plant kingdom. Considerable efforts have been invested into research on tomato as a model for berry-fruit plants. With the progress of the tomato sequencing project, reverse genetics becomes an obvious and achievable goal. Results - Here we describe the treatment of Solanum lycopersicum seeds with 1% EMS and the development of a new mutated tomato population. To increase targeted mutant detection throughput an automated seed DNA extraction has been combined with novel mutation detection platforms for TILLING in plants. We have adapted two techniques used in human genetic diagnostics: Conformation Sensitive Capillary Electrophoresis (CSCE) and High Resolution DNA Melting Analysis (HRM) to mutation screening in DNA pools. Classical TILLING involves critical and time consuming steps such as endonuclease digestion reactions and gel electrophoresis runs. Using CSCE or HRM, the only step required is a simple PCR before either capillary electrophoresis or DNA melting curve analysis. Here we describe the development of a mutant tomato population, the setting up of two polymorphism detection platforms for plants and the results of the first screens as mutation density in the populations and estimation of the false-positives rate when using HRM to screen DNA pools. Conclusion - These results demonstrate that CSCE and HRM are fast, affordable and sensitive techniques for mutation detection in DNA pools and therefore allow the rapid identification of new allelic variants in a mutant population. Results from the first screens indicate that the mutagen treatment has been effective with an average mutation detection rate per diploid genome of 1.36 mutation/kb/1000 line
Pivotal roles of cryptochromes 1a and 2 in tomato development and physiology
No full textCryptochromes are flavin-containing blue/UVA light photoreceptors that regulate various plant light-induced physiological processes. In Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), cryptochromes mediate de-etiolation, photoperiodic control of flowering, entrainment of the circadian clock, cotyledon opening and expansion, anthocyanin accumulation, and root growth. In tomato (Solanum lycopersicum), cryptochromes are encoded by a multigene family, comprising CRY1a, CRY1b, CRY2, and CRY3. We have previously reported the phenotypes of tomato cry1a mutants and CRY2 overexpressing plants. Here, we report the isolation by targeting induced local lesions in genomes, of a tomato cry2 knock-out mutant, its introgression in the indeterminate Moneymaker background, and the phenotypes of cry1a/cry2 single and double mutants. The cry1a/cry2 mutant showed phenotypes similar to its Arabidopsis counterpart (long hypocotyls in white and blue light), but also several additional features such as increased seed weight and internode length, enhanced hypocotyl length in red light, inhibited primary root growth under different light conditions, anticipation of flowering under long-day conditions, and alteration of the phase of circadian leaf movements. Both cry1a and cry2 control the levels of photosynthetic pigments in leaves, but cry2 has a predominant role in fruit pigmentation. Metabolites of the sterol, tocopherol, quinone, and sugar classes are differentially accumulated in cry1a and cry2 leaves and fruits. These results demonstrate a pivotal role of cryptochromes in controlling tomato development and physiology. The manipulation of these photoreceptors represents a powerful tool to influence important agronomic traits such as flowering time and fruit quality
PIF genes mediate the effect of sucrose on seedling growth dynamics.
No full textAs photoautotrophs, plants can use both the form and amount of fixed carbon as a measure of the light environment. In this study, we used a variety of approaches to elucidate the role of exogenous sucrose in modifying seedling growth dynamics. In addition to its known effects on germination, high-resolution temporal analysis revealed that sucrose could extend the number of days plants exhibited rapid hypocotyl elongation, leading to dramatic increases in ultimate seedling height. In addition, sucrose changed the timing of daily growth maxima, demonstrating that diel growth dynamics are more plastic than previously suspected. Sucrose-dependent growth promotion required function of multiple phytochrome-interacting factors (PIFs), and overexpression of PIF5 led to growth dynamics similar to plants exposed to sucrose. Consistent with this result, sucrose was found to increase levels of PIF5 protein. PIFs have well-established roles as integrators of response to light levels, time of day and phytohormone signaling. Our findings strongly suggest that carbon availability can modify the known photomorphogenetic signaling network
Reversal of an immunity associated plant cell death program by the growth regulator auxin
No full textOne form of plant immunity against pathogens involves a rapid host programmed cell death at the site of infection accompanied by resistance, termed the hypersensitive response (HR). Here it is shown that the HR programmed cell death program initiated by the bacterial type III secretion system dependent proteinaceous elicitor harpin from Erwinia amylovora can be reversed till very late in the process by the plant growth regulator auxin. Early inhibition or late reversal of this cell death program does not affect marker genes tightly correlated with local and systemic resistance. Cross-regulation between cell death programs and growth regulators is prevalent in different kingdoms. Thus, the concept that cell death program can be reversed till late provides a framework for further investigation of such phenomena, in addition to having utility in choosing better targets and strategies for treating mammalian and agricultural diseases
Etude de deux gènes impliqués dans la biosynthèse du parfum chez le genre Rosa L. (Rosaceae)
No full textPeu d enzymes de synthèse de composés odorants sont connues chez le genre Rosa. Ce travail de thèse a permis l identification de quelques-unes de ces protéines grâce à la technologie des puces à ADN, à l analyse de l expression des gènes par RT-PCR quantitative en temps réel (qPCR) et à l analyse des parfums par chromatographie en phase gazeuse (CPG). Une puce confrontant les ADNc d une rose parfumée à ceux d une rose non parfumée a permis de corréler l expression d un gène, codant pour une Nudix hydrolase, très fortement exprimé dans la rose parfumée, avec la présence des monoterpènes dans le parfum de nombreux cultivars de rosiers. La caractérisation d un rosier dont l expression de ce gène est fortement réduite par ARN interférants, a permis de confirmer le rôle de celui-ci dans la synthèse des monoterpènes. La phénylacétaldéhyde synthase (PAAS) est une autre enzyme participant à la synthèse du parfum. Trois allèles de cette protéine ont précédemment été mis en évidence. Les résultats de qPCR et de CPG dans une population hybride ont permis de montrer que l allèle a1 est le seul à pouvoir induire la synthèse et l émission de 2-phényléthanol. Les activités respectives des différentes isoformes ont été testées in vitro chez la levure et in planta dans des feuilles de tabac et des cals de rosier : ces expériences montrent que les trois isoformes ont des activités comparables. L absence de synthèse de 2-phényméthanol chez les plantes présentant les isoformes a2 et a3 réside donc dans la très faible expression de leurs allèles, induisant probablement une faible concentration de l isoforme dans les cellulesVery few enzymes responsible for the biosynthesis of scent compounds in the genus Rosa are known so far. This PhD thesis aims to identify some of these proteins with DNA microarray technology, gene expression analysis by real-time quantitative PCR (qPCR) and scent analysis by gas chromatography (GC). An array comparing cDNA from a scented rose to those of a non-scented one, showed a correlation between expression of a yet-unknown gene, encoding a Nudix hydrolase, highly expressed in the scented rose, and the presence of monoterpenes in the scent of many rose cultivars. Characterization of a rose cultivar, in which expression of this gene has been decreased by RNA interference, confirmed its role in monoterpene synthesis. The phenylacetaldehyde synthase (PAAS) is another enzyme implicated in scent biosynthesis. Three alleles of this protein had been previously described. qPCR and GC experiments in a hybrid population showed that the a1 allele is the only one able to induce 2-phenylethanol biosynthesis. The respective activities of the different isoforms were tested in vitro in yeast, and in planta in tobacco leaves and rose calli: these experiments showed that the three isoforms have comparable activities. The lack of 2-phenylethanol production in plants having a2 and a3 isoforms is thus due to the very low expression of their respective alleles, probably inducing very low isoform concentration in cellsST ETIENNE-Bib. électronique (422189901) / SudocSudocFranceF
L’exercice Musculaire Comme Thérapie Rapide De La Tendinite De L’épaule Chez Les Nageurs
No full textLa natation pratiquée d’une manière intensive devient une source de pathologie au niveau des muscles, des tendons, des ligaments…etc, Comme dans tous les sports de compétitions ou l’organisme doit être sollicité souvent à l’extrême au cours des séances d’entrainement pour pouvoir atteindre le top niveau aux compétitions (10). En natation, on entend parler de plus en plus de l’épaule du nageur. Selon certains spécialistes Américains et Australiens, l’épaule du nageur est un syndrome qui affecte exclusivement les nageurs spécialistes en crawl, en papillon et en dos. (10), (3) , (18), (5), (1), (16) Les causes probables sont dues : - à une surutilisation de cette éventuelle inflammation des tendons des muscles biceps brachial ou susepineux (15), (2) due à des erreurs techniques commises par le nageur. Les lesions peuvent être provoquées par (9), (17), (6), (8). * Ischémie au niveau des insertions des tendons avec l’humérus. * Frottement des tendons avec les ligaments acromio-claviculaire. - A l’utilisation de palettes de différentes dimensions et du matériels d’entrainement qui sert à augmenter la résistance dans l’eau. - Intensification de la pratique sportive (stage, tournoi). - Les répétitions multiples de gestes stéréotypés, appelées micro-traumatologie de l’épaule
Long-Term Frequency Stability of Laser Cavity Solitons
No full textIn this work, we show the long-term frequency stability of a laser cavity-solitons laser. When the laser is properly configured, it is possible to obtain robust soliton states, whose output was collected at the through output of the system to perform a long-term study. We have characterised the stability of the carrier comb line together with the repetition rate of the comb. These two frequency quantities fully determine the comb from a metrological perspective
Caractérisation génomique de facteurs impliqués dans la qualité organoleptique du fruit chez le pêcher (Prunus persica (L.) Batsch)
No full textLa qualité du fruit est un critère incontournable de sélection chez les Rosacées fruitières, et l acidité constitue une composante majeure de la qualité organoleptique. Toutefois, les mécanismes physiologiques et moléculaires contrôlant l'acidité des fruits restent mal connus. Chez le pêcher, le caractère non acide du fruit est contrôlé par le locus D. Une descendance F2 de 208 individus issus d'un croisement entre une variété de pêche non acide Ferjalou Jalousia® et une variété de nectarine normalement acide, Fantasia (JxF) a été analysée pour différents caractères agronomiques dont l acidité du fruit. Cette descendance a servi à la réalisation d une carte génétique et ainsi à la localisation du locus D sur le groupe de liaison 5 (GL5). Ce locus co-localise avec des QTL à effet majeur impliqués dans l acidité titrable, le pH, la teneur en acides organiques ainsi que des QTL à effet plus faible pour la teneur en sucres solubles. De nombreux gènes candidats impliqués dans la synthèse des acides organiques, la dégradation et le stockage vacuolaire avaient été précédemment étudiés. Cependant, aucun gène candidat n a encore été cartographié dans la région du locus D, excluant ainsi leur rôle direct dans le contrôle de l acidité du fruit. Ceci s explique par la complexité des voies métaboliques des acides organiques et par l implication de transporteurs, de canaux et de pompes à protons qui rendent l'identification du ou des gène(s) associés au locus D plus complexe par une approche gène candidat. Par conséquent, une approche de clonage positionnel a été menée dans la présente étude afin d identifier le ou les gène(s) intervenant dans le contrôle de l acidité du fruit chez le pêcher dans le but de comprendre les mécanismes moléculaires et physiologiques sous-jacents. La recherche de marqueurs liés au locus D a été réalisée par BSA-AFLP. Trente quatre marqueurs AFLP ont été cartographiés sur le GL5 et les six marqueurs les plus proches ont été convertis en marqueurs SCAR codominants. Une carte génétique fine de la région contenant le locus D a ensuite été réalisée à partir d une descendance F2 élargie à 1 718 individus et à l aide des six marqueurs SCAR et de trois marqueurs microsatellites précédemment cartographiés dans cette région. L ensemble des données de génotypage et de phénotypage des individus ayant subi un événement de recombinaison dans la région du locus d intérêt, a permis la localisation précise du locus D dans un intervalle de 0,4 cM. En parallèle, une banque BAC d une couverture estimée à 15 fois la taille du génome haploïde du pêcher a été réalisée et son criblage a permis d évaluer le rapport distance physique/distance génétique dans cette région à 250 kb/cM. Après deux étapes de marche sur le chromosome, une carte physique de la région a été construite en intégrant 16 marqueurs issus du séquençage d extrémités de BAC. Un clone BAC de 98 kb contenant l allèle D et un autre de 78 kb contenant l allèle d ont été séquencés. L annotation des séquences des deux allèles a mis en évidence onze gènes candidats. De nouveaux marqueurs développés à partir des séquences de ces deux BAC ont ensuite permis de préciser la localisation du locus d intérêt dans un intervalle de 16 kb. Dans cette région deux gènes ont été identifiés : un gène de résistance et un gène codant pour un transporteur. Une approche transcriptionnelle a été initiée en complément du clonage positionnel afin de fournir un premier élément pouvant confirmer l implication d un ou plusieurs gène(s) candidat(s) positionnel(s) dans l acidité du fruit chez le pêcher.Acidity is an essential component of the organoleptic quality of fleshy fruits. However, the physiological and molecular mechanisms that control fruit acidity remain unclear. In peach low-acidity is determined at the D locus by the dominant allele. A peach progeny of 208 F2 individuals obtained from a cross between Ferjalou Jalousia® (a low-acid peach) and Fantasia (a normally acid nectarine) varieties (JxF) was analyzed for several agronomical traits. This peach F2 progeny segregating for several mendelian traits, was analyzed for fruit quality traits including fruit acidity and used for the construction of a genetic linkage map. The D locus was mapped to the proximal end of linkage group 5 (LG5) and co-localized with major QTLs involved in the control of fruit pH, titratable acidity and organic acid concentration and minor QTLs for sugar concentration. Several candidate genes involved in organic acids synthesis, degradation or vacuolar storage have previously been studied. However, none of these candidate genes were located on in the region of the D locus, excluding their direct role in the control of fruit acidity by the D locus. The complexity of organic acids metabolic pathways as well as the involvement of transporters and channels and related proton pumps has hampered, so far, the identification of the gene(s) associated to the D locus using a candidate gene approach. Thus, in order to investigate the molecular and physiological bases of fruit acidity in peach, a positional cloning strategy of the D locus was undertaken for the isolation of the gene(s) underlying this trait. Using a BSA-AFLP method, 34 AFLP markers were mapped to the LG5, and the six nearest markers were transformed into codominant SCAR markers. These SCAR markers and three previously mapped SSR markers were used to genotype an F2 segregating progeny extended to 1,718 F2 individuals. A high-resolution map of the D locus was realized after genotyping and phenotyping recombinant individuals. Using these recombinant plants we delimited the D locus to a genetic interval of 0.4 cM. We also constructed a peach BAC library with a covering estimated at 15 x the peach haploid genome. The screening of the BAC library with tightly linked markers indicated that 1 cM corresponds to 250 kb at the vicinity of the D locus and allowed the construction of the physical map in two walks integrating 16 markers obtained from the BACends sequences. Two BAC clones harbouring the D locus were identified and sequenced; one BAC clone of 98 kb containing the D dominant allele and another one of 78 kb containing the d recessive allele. Eleven predicted genes were found in the sequenced region. A new set of markers was developed which allowed the localization of the D locus in a 16 kb interval. In this region, two genes were identified: a resistance gene and a gene encoding for a transporter. A transcriptional approach was initiated in addition to the positional cloning strategy to provide a first element which could confirm the involvement of one or more identified positional candidate gene(s) in the control of peach fruit acidity.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF
Study of two genes implicated in scent biosynthesis in the genus Rosa L. (Rosaceae)
No full textPeu d’enzymes de synthèse de composés odorants sont connues chez le genre Rosa. Ce travail de thèse a permis l’identification de quelques-unes de ces protéines grâce à la technologie des puces à ADN, à l’analyse de l’expression des gènes par RT-PCR quantitative en temps réel (qPCR) et à l’analyse des parfums par chromatographie en phase gazeuse (CPG). Une puce confrontant les ADNc d’une rose parfumée à ceux d’une rose non parfumée a permis de corréler l’expression d’un gène, codant pour une Nudix hydrolase, très fortement exprimé dans la rose parfumée, avec la présence des monoterpènes dans le parfum de nombreux cultivars de rosiers. La caractérisation d’un rosier dont l’expression de ce gène est fortement réduite par ARN interférants, a permis de confirmer le rôle de celui-ci dans la synthèse des monoterpènes. La phénylacétaldéhyde synthase (PAAS) est une autre enzyme participant à la synthèse du parfum. Trois allèles de cette protéine ont précédemment été mis en évidence. Les résultats de qPCR et de CPG dans une population hybride ont permis de montrer que l’allèle a1 est le seul à pouvoir induire la synthèse et l’émission de 2-phényléthanol. Les activités respectives des différentes isoformes ont été testées in vitro chez la levure et in planta dans des feuilles de tabac et des cals de rosier : ces expériences montrent que les trois isoformes ont des activités comparables. L’absence de synthèse de 2-phényméthanol chez les plantes présentant les isoformes a2 et a3 réside donc dans la très faible expression de leurs allèles, induisant probablement une faible concentration de l’isoforme dans les cellulesVery few enzymes responsible for the biosynthesis of scent compounds in the genus Rosa are known so far. This PhD thesis aims to identify some of these proteins with DNA microarray technology, gene expression analysis by real-time quantitative PCR (qPCR) and scent analysis by gas chromatography (GC). An array comparing cDNA from a scented rose to those of a non-scented one, showed a correlation between expression of a yet-unknown gene, encoding a Nudix hydrolase, highly expressed in the scented rose, and the presence of monoterpenes in the scent of many rose cultivars. Characterization of a rose cultivar, in which expression of this gene has been decreased by RNA interference, confirmed its role in monoterpene synthesis. The phenylacetaldehyde synthase (PAAS) is another enzyme implicated in scent biosynthesis. Three alleles of this protein had been previously described. qPCR and GC experiments in a hybrid population showed that the a1 allele is the only one able to induce 2-phenylethanol biosynthesis. The respective activities of the different isoforms were tested in vitro in yeast, and in planta in tobacco leaves and rose calli: these experiments showed that the three isoforms have comparable activities. The lack of 2-phenylethanol production in plants having a2 and a3 isoforms is thus due to the very low expression of their respective alleles, probably inducing very low isoform concentration in cell
Caractérisation fonctionnelle du gène TCTP (rôle dans la régulation de la croissance d organes)
No full textLa croissance d un organisme multicellulaire pour atteindre une taille bien définie, nécessite une coordination de la prolifération cellulaire, de l expansion et de la différentiation cellulaire ainsi que de la mort cellulaire. Ces processus sont sous l influence de l état nutritionnel de l organisme, les conditions de son environnement et des signaux hormonaux. Translationally controlled tumor protein (TCTP) est un facteur essentiel à la croissance des plantes et des animaux. La protéine TCTP de plante contrôle la croissance mitotique, tandis que la protéine TCTP animale contrôle la croissance mitotique et post-mitotique. Une voie importante dans la régulation de la croissance en réponse aux nutriments est la voie Target of Rapamycin (TOR). Chez la Drosophile, il a été montré que dTCTP serait un régulateur positif en amont de TOR. Au cours de ma thèse, j ai étudié le lien entre TCTP et la voie TOR, afin de savoir si, comme chez les animaux, AtTCTP agit en amont de la voie TOR pour contrôler la croissance des organes. Afin de savoir si la voie TCTP était liée à l état nutritionnel, j ai recherché l impact du milieu de culture sur la létalité de la mutation tctp. J ai ensuite caractérisé l impact de la mutation tctp sur le transport et l homéostasie de l hormone auxine. J ai enfin analysé pourquoi TCTP de plante ne contrôle pas la croissance post-mitotique par expansion cellulaire, contrairement à TCTP animale. Les données de la littérature montrent que chez les animaux TCTP est un activateur positif en amont de la voie TOR. Chez la plante Arabidopsis thaliana, mes données d interactions génétiques sont en faveur d un modèle dans lequel AtTCTP agit indépendamment de la voie TOR, contrairement de ce qu il a été proposé chez les animaux. Chez les plantes, la perte de fonction de TCTP est associée à un retard du développement embryonnaire et à la mort. Cette létalité peut être complémentée par sauvetage des embryons sur du milieu riche en nutriments. J ai montré que l ajout de sucrose ou de glutamine dans le milieu de sauvetage des embryons tctp est nécessaire à leur développement. Ces données suggèrent qu in vitro, AtTCTP n est pas nécessaire à l approvisionnement et à l utilisation des nutriments sucrose, glucose ou glutamine. Dans leur ensemble, ces résultats réévaluent le rôle du régulateur de croissance TCTP en montrant que le gène AtTCTP régule la croissance mitotique indépendamment de la voie TOR et des voies de signalisation liées aux nutriments. L observation des flux d auxine en suivant la localisation de PIN1-GFP dans les embryons et les inflorescences du mutant tctp ne montre aucune altération par rapport au phénotype sauvage. De même, l homeostasie de l auxine, suivie à l aide du rapporteur DR5::GFP n est pas altérée dans les embryons tctp. Ceci suggère que le défaut de croissance du mutant tctp n est pas lié à une altération du flux ou de l homéostasie de l auxine. La protéine TCTP de plante ne contrôle pas la croissance post-mitotique, contrairement à la protéine TCTP animale. J ai réalisé un échange de domaines protéiques entre AtTCTP et Drosophila dTCTP. Le but était d identifier les domaines protéiques de la protéine TCTP animale qui permettent la croissance post-mitotique. La plupart des protéines chimères étaient instables dans la Drosophile. Afin de comprendre pourquoi, j ai réalisé du modelage par homologie et j ai discuté la structure des chimères dans ma thèse.L ensemble de mes résultats permet de mieux comprendre la fonction de TCTP chez les végétaux, en montrant que cette fonction s exerce indépendamment de la voie TOR.The growth of a multicellular organism and its size determination require the tight regulation of cell proliferation, cell differentiation, cell growth and apoptosis. These processes are influenced by the nutritional state of the organism, its environmental conditions and hormonal signals. Translationally controlled tumor protein (TCTP) is an essential regulator of growth in plants and animals. In plants it controls mitotic growth, whereas in animals, it controls mitotic and post-mitotic growth. One of the important pathways involved in the control of growth in response to nutrients is the Target of Rapamycin (TOR) pathway. In Drosophila, dTCTP was proposed to act a positive regulator upstream of TOR, although this role remains a matter of debate in the animal field.During the past 3 years of my PhD. thesis, I addressed the question whether plant TCTP acts upstream of TOR to control organ growth. I studied the impact of nutrient availability and hormones on TCTP role to control growth in plants and vice versa. Finally, I examined why plant TCTP does not control post-mitotic cell expansion growth, conversely to animal TCTP using a structure-function approach.In animals, TCTP was proposed to act as a positive activator upstream of the TOR pathway. In plants, my data support a model in which AtTCTP acts independently from the plant TOR pathway, thus in contrast to what has been proposed in animals. TCTP loss of function leads to delay of embryo development and death. Nutrient supplement rescues this embryos lethality. First, I demonstrate that embryos grown on nutrients lacking sucrose or glutamine fail to develop correctly. My data demonstrate that in vitro AtTCTP is not essential to the uptake, the use of and the response to the nutrients glucose, sucrose or glutamine. Taken together, these results reevaluate the role of AtTCTP as a growth regulator controlling mitotic growth independently from the TOR pathway and likely from nutrient related signaling pathways. Interestingly, my data also show that AtTCTP controls growth independently from auxin flux or homeostasis and that auxin-induced growth can occur without TCTP. To address why plant TCTP do not control post-mitotic growth conversely to animal counterpart, I performed protein domain swaps and created chimera proteins between Arabidopsis AtTCTP and Drosophila dTCTP. The rational was to identify protein domains that differentiate plant and animal TCTPs with regard to post-mitotic growth control. Most of chimera proteins were instable and I was unable to complement tctp loss of function in Drosophila. I performed a structure based modeling to understand this phenotype and the outcome is discussed in my PhD thesis.Altogether my results improve the understanding of plant morphogenesis by reevaluating the role of the central growth regulator TCTP.LYON-ENS Sciences (693872304) / SudocSudocFranceF
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