MicroRNA-Mediated Repression of the Seed Maturation Program during Vegetative Development in Arabidopsis

Le programme de maturation de la graine n’est activé que vers la fin de l’embryogenèse, et sa répression est déterminante pour le développement de la plantule. Or, nous comprenons très imparfaitement le mécanisme par lequel s’exerce cette répression dans les tissus des organes végétatifs. Nous décrivons ici un mécanisme de répression relayé par du microARN qui intervient dans les feuilles. Pour comprendre la répression du programme embryonnaire dans la plantule, nous avons réalisé un criblage génétique au moyen d’une lignée transgénique d’Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) à gène rapporteur de maturation des graines pour isoler les mutants chez lesquels le gène de maturation des graines s’exprime de façon ectopique, dans les feuilles. L’un des mutants ainsi identifiés possède un faible allèle d’ARGONAUTE1 (AGO1) qui code une protéine effectrice pour les petits ARN. Nous montrons d’abord que c’est l’absence d’accumulation de microARN, plutôt que d’autres petits ARN, qui cause l’expression ectopique de l’allèle ago1. Nous démontrons ensuite que la surexpression du gène miR166 supprime la dérépression du gène rapporteur de la graine d’ago1 et que, inversement, la perte du gène miR166, expressément, est à l’origine de l’expression ectopique des gènes de maturation de la graine. En outre, nous montrons que l’expression ectopique des cibles du gène miR166, soit les gènes homéodomaine-leucine zipper de classe III (HD-ZIPIII) PHABULOSA (PHB) et PHAVOLUTA (PHV), est suffisante pour activer les gènes de maturation de la graine dans les tissus des organes végétatifs. Enfin, nous montrons que la PHB se lie au promoteur du gène LEAFY COTYLEDON2 (LEC2), lequel code un gène régulateur maître de la maturation de la graine. Ainsi, ces travaux ont permis de déterminer qu’un module central composé de microARN, de ses gènes cibles (PHB et PHV) et de la cible directe de la PHB (LEC2) est le mécanisme sous-jacent qui désactive le programme de maturation de la graine durant le développement des tissus végétatifs.