Agrobacterium tumefaciens et Agrobacterium rhizogenes-Mediated Transformation des pommes de terre et de l’activité du promoteur d’un gène de subérine par GUS Staining

En dehors de l’intérêt économique, la génération de plantes transgéniques a sa propre pertinence dans la recherche pour démontrer la fonction ultime de gènes et de mieux comprendre la physiologie des plantes et le développement. Le plus largement utilisé la méthode pour plante insertion de l’ADN est Agrobacterium-mediated transformation. Agrobacterium tumefaciens est capable de générer des Galles de couronne dans les tissus infectés de nombreuses espèces végétales par l’action de son plasmide (Ti) inducteurs de tumeurs. Le plasmide contient une région de l’ADN-T avec un ensemble de gènes qui seront intégrés dans le génome de la plante et induisent des tissus dédifférenciation^1,2. L’échange de ces gènes dans l’ADN-T par le transgène a permis à la génération des modifications de végétaux spécifiques en évitant les effets phénotypiques³. Pour faciliter le transgène clonage dans l’ADN-T, la région de l’ADN-T a été excisée dans un plasmide indépendant appelé un plasmide binaire, tandis que le reste des gènes du plasmide Ti (les gènes de virulence qui permettent les mécanismes de transfert et d’insertion d’ADN-T) ont été placé dans un plasmide d’assistance. Pour la recherche en biotechnologie végétale, transformation par a. tumefaciens a plusieurs avantages : il n’a pas besoin des dispositifs coûteux, est capable de générer la transformation des plantes stables et transitoires et faibles effectifs du gène copies sont intégrés dans le chromosome⁴. Cependant, pour la plupart des plantes, mais pas de, d’Arabidopsis, la génération des transformants stables nécessite régénération des plantes d’un seul ou quelques cellules en utilisant les phytohormones exogènes, rendant ce processus laborieux et fastidieux. A. rhizogenes est également en mesure de modifier le génome de la plante, produisant des racines velues ou racines adventives sur les sites d’infection due à l’expression des gènes rol (racine locus) encodé en induisant la racine (Ri) plasmide⁵. Bien que moins étudiées qu’a. tumefaciens, a. rhizogenes est également utilisé pour l’obtention de racines transgéniques. Dans ce cas, la a. rhizogenes contient original l’ADN-T dans le plasmide Ri et un plasmide binaire avec un ADN-T deuxième transportant le transgène. Lorsque le site de l’infection est dans les tiges ou les hypocotyles, une usine de composite peut être obtenue, avec les nouvelles racines transgéniques poilues qui sortent d’un type sauvage pousses. Alternativement, poilus racines transformées peuvent croître autonome in vitro dans les médias avec apports de sources de carbone. L’utilisation de a. rhizogenes , au lieu de a. tumefaciens pour produire des tissus transgéniques gagne en pertinence lorsque la racine est l’organe cible, parce que la régénération des plantes n’est pas nécessaire et il est donc plus rapide et moins coûteuse. Des études antérieures ont démontré cette méthodologie a ouvert pour la caractérisation phénotypique de la racine des gènes spécifiques^6,7,8,9.

La pomme de terre (Solanum tuberosum) est la quatrième plus importante récolte dans le monde selon l’alimentation et l’Agriculture Organization (FAO) de l’ONU, étant donné que le tubercule a pertinence nutritionnelle pour la consommation humaine pour être une bonne source de vitamines et des minéraux. Pour cette raison, la pomme de terre a été mis à l’honneur de la biotechnologie agricole et aussi est considéré comme un bon modèle biologique pour la génétique et le développement d’études de^10,11. Transformation de la pomme de terre a grandement contribué à la compréhension des mécanismes moléculaires des tissus sous-jacents subérifiées grâce à la caractérisation des gènes impliqués dans la subérine et cire biosynthèse^{12,13,14 ,15,16,17}, subérine monomère transport¹⁸ et transcription règlement¹⁹. Le gène de subérine féruloyl transférase, ESF, est l’un de ces gènes de biosynthèse caractérisées ; la diminution de l’expression donne lieu à une forte altération de la protection périderme, qui est corrélée à une forte diminution des esters férulate de subérine et cires de tubercules de pommes de terre¹⁴. En même temps, dans les racines et les graines de l’Arabidopsis, la partie détachable de son putatif orthologue (ASFT/RWP1) a également démontré son rôle dans la production de ferulates d’alkyle en subérine^20,21. En pomme de terre, la ligne de transcriptional journaliste FHT et l’anticorps FHT ont montré respectivement que l’activité du promoteur et les protéines sont trouvent dans l’exoderme, l’endoderme, les phellogène-dérivés et tissus blessés¹⁵.

Dans ce travail, nous détaillons un protocole à l’aide d’a. rhizogenes pour produire des racines velues transgéniques qui sont conservés dans un tournage de type sauvage, centrales de composite de pommes de terre ou excisées pour se développer de manière autonome in vitro. Nous fournissons également le protocole à l’aide d’a. tumefaciens afin d’obtenir des plantes de pomme de terre transgénique complet. Une étude de cas, a. rhizogenes et a. tumefaciens transformée avec le même vecteur binaire servent à obtenir des racines avec le promoteur FHT conduite d’expression du gène rapporteur GUS . Les résultats sont publiés et comparés.