Identification du (des) gène(s) impliqué(s) dans le phénotype peu de fructose d’une population interspécifique de pêchers (Prunus persica)

Un phénotype déficitaire en fructose, sucre majeur ayant le plus fort pouvoir sucrant, a été relevé au sein d’une population de pêchers en ségrégation. Nous avons cherché à identifier l’origine de ce déficit présent chez moins d’1/4 des individus d’une population interspécifique. Ce caractère semble sous la dépendance d’un gène majeur cartographié sur le premier des 8 groupes de liaisons qui composent le génome du pêcher. Une démarche gène candidat a été choisie pour identifier ce gène. Les candidats fonctionnels ont été choisis à partir des données disponibles sur le métabolisme du fructose (synthèse, dégradation, transformation) et les séquences recherchées sur les bases de données Prunus. Des candidats positionnels ont été recherchés par microsynténie. La sorbitol déshydrogénase (SDH), candidate favorite puisque synthétisant le fructose, ne paraît finalement pas responsable du déficit en fructose. La SDH se trouvant surexprimée et sur activée chez les individus déficitaires en fructose, il semble que le manque de fructose, provoqué par un dysfonctionnement plus en aval du métabolisme, activerait de façon rétroactive l’activité de la SDH. Un candidat positionnel et fonctionnel, de la famille des fructokinases (FRK), a été cartographié 15 cM en dessous du locus d’intérêt, ce qui ne l’exclue pas comme candidat. Aucune différence au niveau d’une séquence protéique partielle de la FRK-2 n’a été observée entre les individus parentaux. Le clonage d’une séquence partielle du candidat phosphoglucose isomérase (PGI) a permis d’identifier un polymorphisme entre les allèles parentaux. Ce polymorphisme est responsable au niveau protéique de modifications de la structure secondaire de la PGI. Pour déterminer si ces modifications ont un impact sur la fonctionnalité de l’enzyme, l’activité enzymatique de la PGI devra être étudiée chez les individus « avec » et « sans » fructose.

A lack of fructose was observed for some individuals in an interspécific population of peaches. Fructose is the sweetest sugar and the most important in fruit flavour. We are looking for the origin of this lack of fructose (in less than ¼ of individuals) which is under the control of a major gene mapped on the first linkage group of the peach genome. The candidate gene approach was chosen in order to identify this gene. Functional candidates were selected from the fructose metabolism and then sequences extracted from Prunus databases. We also used microsynteny to find positional candidate genes. Sorbitol dehydrogenase (SDH) was the best candidate as it is responsible for fructose synthesis. However, SDH appeared no longer a candidate since it was mapped on linkage group 2. SDH gene is overexpressed in the peach genotypes with a lack of fructose, and the enzyme activity level is also higher in those genotypes. Accordingly, SDH is not responsible for the lack of fructose but may be upper regulated to counterweight this lack. The lack of fructose may be the consequence of the dysfunction of an enzyme involved in the degradation or transformation of fructose, such as fructokinases. A fructokinase (FRK-b), located on the first linkage group, near the locus of interest controlling fructose/glucose ratio, appeared a good candidate both for position and function.We found no difference between the parental sequences of the partial protein of FRK-b. A partial sequence of a Phosphoglucose isomerase (PGI) was cloned. This cloning allowed us identifying polymorphism between parents. This polymorphism is in charge of changes in the secondary structure of PGI. In order to determine if those modifications are responsible for some changes in the enzyme functionality, expression and activity levels have to be estimated between the individuals “with” and “without” fructose.