Identification des profils temporels d’expression génique dans l’albumen du maïs en développement par séquençage du transcriptome
Citation
Li, G., Wang, D., Yang, R., Logan, K., Chen, H., Zhang, S., Skaggs, M.I., Lloyd, A., Burnett, W.J., Laurie, J.D., Hunter, B.G., Dannenhoffer, J.M., Larkins, B.A., Drews, G.N., Wang, X., Yadegari, R. (2014). Temporal patterns of gene expression in developing maize endosperm identified through transcriptome sequencing, 111(21), 7582-7587. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1406383111
Résumé en langage clair
Chez les plantes à fleurs, la double fécondation donne naissance à un embryon et à l’albumen, une structure de stockage absorbante qui favorise l’embryogenèse et la germination des semis. Dans les grains céréaliers, l’albumen comprend une grande partie des graines mûres, contient de grandes quantités de glucides et de protéines et constitue une importante source de denrées alimentaires, d’aliments pour animaux et de matières premières industrielles. Cette étude fournit un profil complet des gènes exprimés dans les premiers stades de développement de l’albumen chez le maïs. Nous montrons également comment une série de programmes temporels d’expression génique sont en corrélation avec des spécialisations fonctionnelles et cellulaires progressives.
Résumé
L’albumen est une structure filiale résultant d’une deuxième fécondation chez les angiospermes. En tant qu’organe de stockage absorbant, l’albumen joue un rôle essentiel dans le développement de l’embryon et la germination des semis. L’accumulation de glucides et de protéines dans l’albumen des céréales fournit à l’humanité une grande partie de ses ressources alimentaires, animales et renouvelables. On en sait peu sur les réseaux de gènes régulateurs contrôlant la prolifération et la différenciation de l’albumen. Comme première étape vers la compréhension de ces réseaux, nous avons établi le profil de tous les ARNm du grain et de l’albumen du maïs à huit stades successifs durant les 12 premiers jours suivant la pollinisation. L’analyse de ces ensembles de gènes a permis d’identifier des programmes temporels d’expression génique, y compris des centaines de gènes de facteurs de transcription. Nous avons constaté une étroite corrélation entre les ensembles de gènes exprimés séquentiellement et des programmes cellulaires et métaboliques distincts dans des compartiments distincts de l’albumen en développement. Les résultats constituent un atlas préliminaire des profils spatio-temporels de l’expression des gènes de l’albumen à l’appui des futurs efforts visant à comprendre les mécanismes sous-jacents qui régissent le rendement grainier et la qualité des graines.