IJMS | Texte intégral gratuit | Le facteur de transcription TaMYB30 active la biosynthèse de la cire de blé

La cuticule lipophile recouvre les parties aériennes des plantes et représente une véritable interphase entre les organes aériens des plantes et les milieux environnants [1,2,3]. La cuticule est principalement composée de matrices de cutine remplies et recouvertes de mélanges de cire [1,2,3]. En empêchant la fusion des organes et en favorisant la formation des racines, la cuticule régule étroitement le développement des plantes [4,5,6]. De plus, la cuticule cireuse contribue grandement à l’adaptation de la plante aux défis environnementaux associés à la territorialisation tels que le déficit hydrique (sécheresse), la salinité élevée, les températures extrêmes (froid et chaleur), le rayonnement ultraviolet (UV) et les attaques d’agents pathogènes et de ravageurs ( P&P) [7,8,9,10,11]. De plus en plus d’études suggèrent que les traits associés à la cuticule ont été sélectionnés et / ou manipulés pour l’amélioration génétique de plantes cultivées importantes telles que le blé panifiable hexaploïde (Triticum aestivum) [12,13].

Les mélanges de cires cuticulaires végétales sont constitués d’acides gras à très longue chaîne (VLC,> C20) et de leurs dérivés tels que les alcools, les alcanes, les aldéhydes, les cétones et les esters [1,2,3]. Comme résumé par des revues antérieures, la biosynthèse de la cire cuticulaire se produit principalement dans le réticulum endoplasmique (ER) des cellules épidermiques végétales. [1,2,3]. En bref, les acides gras C16 et C18 provenant du plaste sont d’abord estérifiés avec la coenzyme A (CoA) par des synthases d’acyl-coenzyme A à longue chaîne (LACS) pour former des acyl-CoA, et ces acyl-CoA C16 et C18 subissent un allongement de la chaîne aliphatique. sous l’action de complexes enzymatiques d’acides gras élongases (FAE) comprenant des cétoacyl-CoA synthases (KCS), des hydroxyacyl-CoA déshydratases (HCD), des cétoacyl-CoA réductases (KCR) et des énoyl-CoA réductases (ECR), ainsi que l’ECERIFERUM2 -LIKE (CER2-LIKE) protéines, pour générer VLC acyl-CoAs [14,15,16,17,18,19,20]. Les acyl-CoA VLC pourraient soit entrer dans la voie de formation d’alcanes pour générer des alcanes VLC, des alcools secondaires et des cétones, soit être convertis en alcools primaires VLC par une voie alternative de formation d’alcool. Les alcools primaires VLC pourraient être estérifiés avec des acyl-CoA VLC pour former des esters de cire [21,22,23,24,25,26]. Ces composants de la cire, les alcools VLC, les alcanes, les aldéhydes, les cétones et les esters, sont ensuite transportés à travers les voies de trafic du réseau Golgi et trans-Golgi (TGN) vers la membrane plasmique (PM), puis déposés sur la cuticule via ( PM) de la sous-famille G (ABCG) des demi-transporteurs localisés de la sous-famille des transporteurs de cassettes de liaison à l’ATP et des protéines de transfert des lipides (LTP) [27,28,29,30].

L’accumulation de preuves suggère que la biosynthèse de la cire cuticulaire est étroitement régulée au niveau de la transcription, ce qui a été récemment passé en revue [31]. Le clade SHINE (SHN) des facteurs de transcription du domaine AP2 AtSHN1, AtSHN2 et AtSHN3 a été identifié pour la première fois comme des activateurs transcriptionnels de la biosynthèse des lipides cuticulaires chez la plante modèle dicotylédone. Arabidopsis thaliana [32,33,34]. Les orthologues de AtSHN1, AtSHN2 et AtSHN3 ont été caractérisés comme des régulateurs clés de la biosynthèse de la cire chez d’autres espèces végétales telles que Hordeum vulgaire, T. aestivumet Patène Physcomitrium [35,36,37,38,39]. De plus, les facteurs de transcription de type myéloblastose (MYB) AtMYB16, AtMYB30, AtMYB41, AtMYB94, AtMYB96 et AtMYB106 se révèlent être largement impliqués dans la régulation transcriptionnelle de la biosynthèse de la cire chez A. thaliana [1,2,3,40,41,42]. Par exemple, les composants de la cire cuticulaire des feuilles et les expressions des gènes de biosynthèse de la cire ont été modifiés dans le Arabidopsis Mutant knock-out MYB30 et lignées surexprimantes [43]. De même, le renversement de MdMYB30, une pomme (Malus domestica) orthologue du ÀMYB30 gène, dépôt de cire atténué dans les pommes [44]. De plus, il a été démontré que la biosynthèse de la cire est régulée par les facteurs de transcription MYB dans le blé tendre. Par exemple, le facteur de transcription MYB du blé TaMYB96/TaEPBM1 a été récemment identifié comme un orthologue du blé de l’AtMYB96 et il a été démontré qu’il active les gènes de biosynthèse de la cire et potentialise la biosynthèse de la cire de blé. [45,46].