Zivy

Analyse du protéome de sécheresse chez le maïs

M.Zivy, A. Leonardi, D. de Vienne

Stationde Génétique Végétale,INRA/INA-PG/UPS/CNRS URA 2154, La Ferme du Moulon, 91190Gif-sur-Yvette

Ceprojet a pour but d'établir des liens de cause à effetentre l'expression de protéines et la variation de caractèresphysiologiques, morphologiques et agronomiques influencés parla sécheresse chez le maïs. Nous employons pour cela unestratégie “ protéines candidates ” :

les protéines induites par la sécheresse sont recherchées, et les variations génétiques de leur expression étudiées chez deux lignées (Riccardi et al., 1998)
les “ PQL ” (Protein Quantity Loci) de ces protéines sont recherchés dans une population de lignées recombinantes issue du croisement entre les deux lignées
les gènes de structure de ces protéines sont cartographiés, soit par étude des “ PSL ” (Position Shift Locus) qui permettent de visualiser sur les gels 2D des variations alléliques (de Vienne et al., 1996), soit en utilisant les cDNA comme sondes RFLP
les QTL de différents caractères agronomiques et physiologiques sont recherchés.

Lacoïncidence entre la position du gène de structure etcelle des QTL des différents caractères, ou entre PQLet QTL permet de retenir les protéines concernées commecandidates : la variation génétique de leurexpression pourrait être responsable de la variation descaractères agro/physio/morphologiques observés.

Lavérification de cette hypothèse peut être faitepar étude de la corrélation de l'expression de laprotéine avec le caractère en cause dans despopulations de lignées non apparentées, par comparaisonde lignées quasi-isogéniques obtenues par back-cross,et/ou par transformation. Pour une des protéines induites, lesrésultats obtenus jusqu'à présent (de Vienne etal., sous presse et données non publiées), nous ont amenés jusqu'à ces dernières étapes devérification : des programmes de back-cross assistépar marqueur et de transformation ont été lancés.

Cesétudes présentent également un intérêt physiologique : ainsi, des expériences en courspermettent de mettre en relation les variations d'expression desprotéines le long de la feuille avec la taille de la zone decroissance, qui diminue en conditions de sécheresse. Parailleurs, l'étude de l'effet de la sécheresse surl'expression des protéines va être poursuivie dansd'autres organes et/ou à des stades différents(feuilles adultes de plantes en champ, grains, racines).

Legrand nombre de protéines dont la quantité estinfluencée par la sécheresse dans différentsorganes ou dans différentes conditions nous conduisent àsouhaiter identifier systématiquement les protéinesséparées par EBD. Ces identifications, réaliséesjusqu'à présent essentiellement par micro-séquençagede fragments internes, enrichissent une base de données(http://moulon.inra.fr/imgd) issue de différents projets(Touzet et al. 1996a, Touzet et al. 1996b).

Publications

de Vienne D., J. Burstin, S. Gerber, A. Leonardi, M. LeGuilloux, A. Murigneux, M. Beckert, N. Bahrman, C. Damerval et M.Zivy (1996): Two-dimensional electrophoresis of proteins as a sourceof monogenetic and codominant markers for population genetics andmapping the expressed genome. Heredity, 76 : 166-177.

Touzet P., F. Riccardi, C. Morin, C. Damerval., J.C.Huet, M. Zivy et D. de Vienne (1996): Toward an integrated genomeanalysis program. Theor. Appl. Genet., 93:997-1005.

Touzet P., D. de Vienne, J.C. Huet, C. Ouali, F. Bouetet M. Zivy (1996): Amino acid analysis of proteins separated bytwo-dimensional electrophoresis in maize : isoform detection andfunction identification. Electrophoresis, 17,1393-1401.

Riccardi F., Gazeau P., de Vienne D. et Zivy M (1998):Protein changes in response to progressive water deficit in maize:quantitative variation and polypeptide identification. PlantPhysiol., 117 :1253-1263.

de Vienne D., Leonardi A., Damerval C. et Zivy M (1999): Geneticsof proteome variation as a tool for QTL characterization. Applicationto drought stress responses in maize. J. Exp. Bot., souspresse