Régulation de la biosynthèse des stilbènes

Les stilbènes sont des polyphénols qui jouent un rôle essentiel dans le système de défense des plantes contre les stress biotiques (par exemple, les attaques d'herbivores ou de microbes) et abiotiques (par exemple, le rayonnement UV). La biosynthèse des stilbènes n'a lieu que chez quelques espèces végétales, la vigne en étant l'un des principaux producteurs. Le composant de base de la plupart des stilbènes est le trans-resvératrol, qui est formé à partir de précurseurs issus de la voie métabolique des phénylpropanoïdes. Cette réaction de condensation est catalysée par la stilbène synthase (STS). À ce jour, des stilbène synthases issues de différentes plantes ont été isolées et partiellement caractérisées, mais la régulation transcriptionnelle de la biosynthèse des stilbènes est restée longtemps inconnue. Dans le cadre de ce projet, deux facteurs de transcription R2R3-MYB, impliqués dans la régulation de la biosynthèse des stilbènes chez Vitis vinifera (la vigne), ont pu être isolés et caractérisés. Ces deux facteurs de transcription MYB ont été désignés VvMYB14 et VvMYB15. Grâce à des analyses d’expression transitoire du promoteur chez la vigne et dans le système hétérologue du tabac, une activation spécifique du promoteur de la stilbène-synthase par ces deux facteurs de transcription a pu être mise en évidence. Il est toutefois essentiel de noter que l’expression ectopique du régulateur VvMYB15 dans différents systèmes modèles de la vigne (infiltration foliaire, « Hairy Roots » et des plantes in vitro) a entraîné une induction de la biosynthèse des stilbènes, ce qui s’est traduit par une augmentation de la production de stilbènes. Ces données métaboliques ont pu être confirmées par analyse LC-Q-TOF-MS ; de plus, cette méthodologie a permis d’identifier divers dérivés simples et oligomères de stilbènes présentant différentes modifications.

Afin d’obtenir davantage d’informations sur la régulation de la stilbène synthase par les deux facteurs de transcription VvMYB14 et VvMYB15, leur comportement a été étudié en fonction de différentes conditions environnementales et de facteurs de développement. Les deux facteurs de transcription ainsi que les stilbène-synthases testées ont réagi à des conditions de stress par une expression accrue. L’analyse portait notamment sur le stress froid, l’ajout d’hormones, les blessures et le manque de lumière. De plus, une analyse comparative de l’expression génique au cours de différentes phases de croissance du raisin a montré une augmentation de l’expression des deux régulateurs et des synthases de stilbènes testées au début de la maturation (« véraison ») dans la peau du raisin ainsi que dans les pépins. Ce phénomène s’est également traduit par une concentration accrue de stilbènes dans le raisin mûr. Par ailleurs, une analyse de l’expression génique a été réalisée sur différents tissus de vigne non soumis à un stress ainsi que sur différents cépages ; elle a révélé, dans tous les échantillons étudiés, un profil concordant de l’expression de VvMYB14/15 et des STS, ainsi que de la teneur en stilbènes. Ces analyses portant sur l’influence des changements liés au développement, des facteurs environnementaux et de la spécificité tissulaire ont mis en évidence un niveau basal élevé d’expression des deux facteurs de transcription ainsi que de la biosynthèse des stilbènes, niveau qui peut en outre être multiplié plusieurs fois sous l’effet du stress. Par ailleurs, les recherches ont mis en évidence un comportement d’expression divergent des deux facteurs de transcription dans diverses conditions, ce qui pourrait indiquer une fonction régulatrice divergente de VvMYB14 et VvMYB15.

Dans le cadre de ces travaux, deux facteurs de transcription R2R3-MYB capables d’induire la biosynthèse des stilbènes chez la vigne ont pu être identifiés et caractérisés fonctionnellement pour la première fois.

Publications :

Höll et al. (2013) : Les facteurs de transcription R2R3-MYB MYB14 et MYB15 régulent la biosynthèse des stilbènes chez Vitis vinifera. Dans : The Plant Cell 25. 10.1105/tpc.113.117127.

Höll Janine (2014) : Les facteurs de transcription R2R3-MYB VvMYB14 et VvMYB15 en tant que régulateurs de la biosynthèse des stilbènes chez Vitis vinifera. Thèse de doctorat