Contribution à l'étude des 1-acyl glycerol-3-phosphate acyltransférases microsomales de Brassica napus
Institution:
PerpignanDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The goal of this study is to evaluate the contribution of microsomal 1-acyl glycerol-3-phosphate acyltransférases to the biosynthesis of triacylglycérols in developing seeds. An immature embryo cDNA library of Brasssica napus was screened and three cDNAs were isolated. The BAT1. 13 and BAT1. 5 cDNAs are closely related in sequence and although BAT1. 3 is more divergent, all are predicted to encode membrane associated proteins. By RT-PCR, it was shown that BAT1. 13 is expressed ubiquitously in Brassica napus, whereas BAT1. 5 was detected in the embryo only. BAT1. 3 expression was restricted to roots, flowers and developing embryos. It was verified that the proteins encoded by the cDNAs BAT1. 13, BAT1. 5 and BAT1. 3 are authentic 1-acyl glycerol-3-phosphate acyltransférases by complementation of an acyltransferase defective E. Coli mutant and by enzymatic analysis. These studies showed that bacterial membrane fractions containing these proteins used lysophosphatidic acid and oleoyl-CoA as substrates. The effect of overexpressing BAT1. 13 and BAT1. 5 rapeseed cDNAs on the biosynthesis of lipids was examined in Arabidopsis thaliana and resulted in the production of seeds characterised by a greater mass and lipid content. In contrast, the effect of reducing the expression of the Arabidopsis homologue to BAT1. 13 and BAT1. 5 resulted in a lower seed mass and lipid content corresponding to a wrinkled seed phenotype. Taken together, these results suggest that the BAT1. 13 protein plays an essential role in glycerolipid biosynthesis and that the BAT1. 5 isoform provides an important contribution to triacylglycerol production in rapeseed. The role of BAT1. 3 in the synthesis of phosphatidic acid in immature seeds remains obscure since overexpression of BAT1. 3 in seeds led to impaired seed development and a lower triacylglycerol content. Similarly, reduced expression of the Arabidopsis homologue of BAT1. 3 in seeds resulted in a lower seed mass and reduced triacylglycerol content. The observations together with the restricted profile of expression and enzymatic characteristics suggest a role for BAT1. 3 in the provision of phosphatidic acid for the synthesis of specialised lipids in specific tissues.
Abstract FR:
Le but de cette étude est d'évaluer la contribution des 1-acyl glycérol-3-phosphate acyltransférases (LPAAT) microsomales dans la biosynthèse des triacylglycérols chez Brassica napus. Une banque d'ADNc d'embryons immatures de colza a été criblée et trois ADNc (BAT1. 13, BAT1. 5 et BAT1. 3) ont été isolés. Par RT-PCR, il a été montré que BAT1. 13 est exprimé ubiquitairement, BAT1. 5 uniquement dans l'embryon et BAT1. 3 dans les racines, les fleurs et les embryons. Il a été vérifié que les protéines codées par les ADNc BAT1. 13, BAT1. 5 et BAT1. 3 possédaient une activité LPAAT par complémentation d'un mutant d'E. Coli déficient en activité LPAAT et par des tests d'activités enzymatiques. Ces tests ont montré que ces trois protéines utilisaient comme substrats l'acide lysophosphatidique, et l'oléoyl-CoA préférentiellement au palmitoyl-CoA. La LPAAT BAT1. 5 présente une activité deux à trois fois supérieure à celle de la LPAAT BAT1. 13. Le rôle ainsi que l'effet de chacune de ces isoformes de LPAAT microsomales de Brassica napus sur la biosynthèse des lipides de la graine ont été analysés in planta chez Arabidopsis thaliana. Les plantes sens (BAT1. 13. S et BAT1. 5. S) présentent une augmentation du poids et de la teneur en lipides des graines. Pour les plantes antisens (BAT1. 13. A et BAT1. 5. A), des graines présentant un phénotype " graines ridées " ont été observées. De plus, le poids de ces graines ainsi que la teneur en lipides totaux diminuent. Les graines des lignées sens 1. 5. S accumulent plus de triacylglycérols que les graines des lignées sens 1. 13. S. Les graines des lignées 1. 3. A présentent un phénotype " graine ridée ". La fonction de la LPAAT BAT1. 3 reste à être déterminée. En conclusion, pour la première fois, il a été montré chez Arabidopsis que la sur-expression d'une LPAAT microsomale (BAT1. 13 ou BAT1. 5) induisait une augmentation de la synthèse des triacylglycérols.