Profils d’expression génique permettant de prédire l’accumulation de sucres provoquée par le froid chez la pomme de terre

Citation

Neilson, J., Lagüe, M., Thomson, S., Aurousseau, F., Murphy, A.M., Bizimungu, B., Deveaux, V., Bègue, Y., Jacobs, J.M.E., Tai, H.H. (2017). Gene expression profiles predictive of cold-induced sweetening in potato, 17(4), 459-476. http://dx.doi.org/10.1007/s10142-017-0549-9

Résumé en langage clair

L’entreposage à froid des pommes de terre après la récolte permet de supprimer les agents pathogènes et la germination. Toutefois, le froid entraîne une conversion de l’amidon en sucre dans les tubercules en cas d’entreposage prolongé. Les sucres présents dans les tubercules de pommes de terre, particulièrement les sucres réducteurs, causent un brunissement des produits frits, comme les croustilles et les frites. La présente étude concerne la mise au point d’un outil pouvant être utilisé au moment de la récolte pour prédire pendant combien de temps les tubercules peuvent être entreposés au froid avant que l’amidon ne se transforme en sucre.

Résumé

© 2017, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. L’entreposage à froid (2–4 °C) des pommes de terre, destiné à supprimer les agents pathogènes et la germination en cours d’entreposage peut entraîner l’accumulation de sucres provoquée par le froid (ASPF), phénomène par lequel les sucres réducteurs s’accumulent dans les tissus des tubercules et causent un brunissement indésirable, une saveur amère et une hausse des concentrations d’acrylamide lors de la friture. La variation de la résistance à l’ASPF chez les pommes de terre est attribuable à des facteurs génétiques et environnementaux. Dans le cadre de la présente étude, nous avons établi le profil d’expression génique de tubercules avant leur entreposage au froid, au moyen d’un séquençage des transcriptomes, et avons déterminé les gènes dont l’expression permet de prédire l’ASPF. Nous avons construit une matrice des distances pour les clones de pommes de terre fondée sur les concentrations de glucose après l’entreposage au froid, puis avons comparé celle-ci aux matrices des distances construites au moyen de données de séquençage de L’ARN sur l’expression génique. De plus, nous avons analysé, pour chaque gène, la concordance entre les matrices de distances sur le taux de glucose et sur l’expression génique. Nous avons également évalué la corrélation entre le taux de glucose et l’expression génique. Nous avons observé une valeur de p significative pour 73 gènes dans l’analyse de la concordance et l’évaluation de la corrélation. Parmi ces 73 gènes, 12 présentaient une corrélation élevée entre le taux de glucose et l’expression génique d’après la plateforme Nanostring nCounter. Les annotations géniques indiquaient des fonctions dans la dégradation des protéines, la résistance aux nématodes, le transport de l’auxine et la synthèse des gibbérellines. Nous avons utilisé ces 12 gènes pour construire des modèles de prédiction de l’ASPF fondés sur plusieurs méthodes de régression linéaire. Nous avons construit 9 modèles linéaires faisant appel à différentes combinaisons des 12 gènes. Les gènes codant une protéine à boîte-F et une cellulose synthase et un gène LAX transporteur d’auxine ont été les plus fréquemment utilisés. Les observations faites dans le cadre de la présente étude montrent l’utilité des profils d’expression génique pour le diagnostic prédictif de la gravité de l’ASPF.