Axe 2 – Maitriser la composition en protéines pour l’adapter aux usages

Dans un premier volet, nous analysons les mécanismes de régulation de la synthèse des différentes protéines de réserve. L’organisation et la variabilité des gènes (y compris régions promotrices pour certains d’entre eux) codant les protéines de réserve est examinée en collaboration avec d’autres équipes de l’unité (projets FSOV ExIGE et ISite livrable 4). Les effets de la nutrition azotée et soufrée ainsi que de la température sur la régulation transcriptionnelle de la synthèse des gluténines de haut poids moléculaire sont analysés (ISite livrable 4, Wheatomix). La régulation transcriptionnelle de la synthèse des protéines de réserve comprend un réseau d’interactions ADN-protéine et protéine-protéine. Des analyses des interactions entre cis-motifs spécifiques et des facteurs de transcription issus de la littérature, de l’approche génétique d’association et des réseaux d’interactions sont réalisées in vitro et in vivo (gel retard par exemple). Pour dépasser le modèle actuel, d'autres travaux sont envisagés comme l’identification de protéines agissant en complexe avec les protéines régulatrices connues et l’étude de la régulation par l’ABA sur la synthèse des protéines de réserve. Enfin, un petit nombre de gènes ou de protéines candidats pour la synthèse des protéines de réserve en réponse la nutrition ont été identifiés par des approches croisées (réseaux, génétique d’association) et certains d’entre eux seront validés fonctionnellement.

Dans un second volet, nous cherchons à caractériser finement le gluten dont les propriétés dépendent de la composition en protéines de réserve mais aussi de leur concentration. Les programmes liés à l’hypersensibilité doivent aboutir à l’identification des caractéristiques du gluten corrélées à sa digestibilité. Pour ces traits, une étude est conduite pour estimer la part génétique, la part environnementale et la part des interactions génotype x environnement sur leur variation (en collaboration avec Arvalis et la filière). De plus, une étude du déterminisme génétique est entreprise. L’objectif finalisé de ce travail sera de fournir aux sélectionneurs des éléments pour améliorer la digestibilité du gluten.

Réseaux d’interactions ADN-protéine identifiées à ce jour chez le blé (d’après Conlan et al., 1999; Albani et al., 1997; Ravel et al., 2014; Guo et al., 2015; Sun et al., 2017; Boudet et al., 2019). Les noms des cis-motifs (rectangles) et des facteurs de transcription (cercles) sont donnés.