Characterization and expression analysis of WOX5 genes from wheat and its relatives

La famille de gènes WOX (de l’homéoboîte WUSCHEL [WUS]), joue un rôle important dans la coordination de la transcription génique durant les premiers stades de l’embryogenèse. Dans cette étude, nous avons isolé et caractérisé l’homéoboîte WOX5 du blé tendre et des espèces suivantes qui lui sont apparentées : Triticum monococcum, Triticum urartu, Aegilops speltoides, Aegilops searsii, Aegilops sharonensis, Aegilops longissima, Aegilops bicornis, Aegilops tauschii et Triticum turgidum. La taille des allèles WOX5 caractérisés variait de 1029 à 1038 pb, avec un cadre de lecture ouvert complet ainsi que des séquences 5′ en amont et des séquences 3′ en aval. L’analyse de prédiction du domaine a révélé que les structures primaires présumées de la protéine WOX5 du blé comprennent l’homéodomaine hautement conservé, en plus du domaine de l’homéoboîte WUS et du domaine analogue au motif répresseur EAR, qui est ou sont présents chez certaines protéines de la famille WOX. La séquence complète du cadre de lecture ouvert a été sous-clonée dans le vecteur d’expression procaryote pET30a, et une protéine d’environ 26 kDa a été exprimée chez des cellules Escherichia coli BL21 (DE3) induites à l’IPTG. Les gènes WOX5 des espèces apparentées au blé ont une structure semblable à celle des gènes WOX5 du blé tendre ainsi qu’une séquence très semblable. Le degré de divergence et l’analyse phylogénétique des allèles WOX5 révèlent l’existence de trois copies d’homéologues dans les génomes A, B ou D du blé tendre. La PCR quantitative a montré que l’expression du gène TaWOX5, induite par les auxines et les cytokinines, se fait principalement dans les racines et les cals, donnant à penser que le TaWOX5 pourrait jouer un rôle dans la formation ou le développement des racines et qu’il est associé à la régulation hormonale dans l’embryogenèse somatique.