Le module de régulation miR166/ SlHB15A contrôle le développement de l’ovule et du fruit parthénocarpique en condition de températures extrêmes chez la tomate

La fleur se développe jusqu’à l’anthèse où un mécanisme d’inhibition est mis en place. La fécondation permet de lever cette barrière de développement et dans le cas général, l’ovaire reprend sa croissance pour donner le fruit. Ce processus est sous contrôle d’un réseau complexe de régulation, faisant notamment intervenir auxine, gibbérellines et éthylène. Chez la tomate et chez de nombreuses espèces, la nouaison est très sensible aux conditions de température qui peuvent fortement affecter les rendements. L’équipe FLOCAD s’intéresse à la génétique du développement du carpelle qui a un double intérêt, fondamental et appliqué, pour faire face au changement climatique.

Par le biais d’un criblage génétique à grande échelle, l’équipe FLOCAD a isolé un mutant produisant des tomates en conditions chaudes non permissives et identifié la mutation causale dans le gène SlHB15A codant pour un facteur de transcription de la famille des HD-Zip de classe III .Une série allélique de plus de 70 variants a été isolée dans ce gène, par TILLING, CRISPR et à partir de collections « naturelles ». Les pertes de fonction SlHB15A entrainent la formation d’ovules aberrants et de fruits sans graines, indépendamment de la pollinisation. Ces mutants parthénocarpiques produisent des fruits sous des températures optimales ou non permissives, au champ et dans l’environnement contrôlé des serres. Le transcriptome des ovules aberrants mime les changements transcriptionnels qui font suite à la fécondation dans les ovules normaux. En condition froide, SlHB15A fait l’objet d’haplo-insuffisance et de dosage génique récessif, contrôlés par le microARN miR166, ce qui correspondrait au premier cas décrit, à notre connaissance, d’un effet dose conditionnel, contrôlé par un micro ARN. La régulation négative des allèles Slhb15a par miR166 aboutit à un continuum d’ovules aberrants, corrélé avec la parthénocarpie. Cette conclusion repose notamment sur l’analyse de plantes portant un allèle de Slhb15a résistant au miR166, qui développent des ovules normaux et sont non-parthénocarpiques en conditions froides. Une analyse de DAPseq et RNAseq a permis de montrer que SLHB15A est un facteur de transcription bifonctionnel exprimé dans le tégument de l’ovule. SLHB15A se fixe aux promoteurs de gènes associés à l’auxine et réprime cette voie de signalisation et aux promoteurs de gènes de l’éthylène pour activer leur expression. En conclusion, SlHB15A agit comme une sentinelle qui bloque le développement du fruit jusqu’à la fécondation. Le module SlHB15A/ miR166 ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer les rendements en conditions de températures extrêmes.

Clepet C, Devani RS, Boumlik R, Hao Y, Morin H, Marcel F, Verdenaud M, Mania B, Brisou G, Citerne S, Mouille G, Lepeltier JC, Koussevitzky S, Boualem A, Bendahmane A. The miR166-SlHB15A regulatory module controls ovule development and parthenocarpic fruit set under adverse temperatures in tomato. Mol Plant. 2021 Jul 5;14(7):1185-1198. doi: 10.1016/j.molp.2021.05.005. Epub 2021 May 5. PMID: 33964458.

16/09/2021