Physiological and molecular studies during the acquisition of longevity in soybean (Glycine max L. Merril) seeds

Étude physiologique et moléculaire de l’acquisition de la longévitédes graines de soja (Glycine max L. Merill) pendant leur développement

Juliana Lima (1)

1 IRHS - Institut de Recherche en Horticulture et Semences

Soybean is one of the most important oil crop species usedfor food and feed as well as a range of industrial applications.However, producing highly vigorous seeds is a key leverto increase crop production effi ciency. Low physiologicalseed quality, which is more prone to occur under tropicalenvironment, leads to poor stand establishment and decreasedin yields. Seed longevity is the ability to survive the dry statefor prolonged periods of time and represents an importanttrait for seed quality. Here, the objective was to obtain insightsinto the mechanisms regulating the progressive acquisitionof longevity. Using Illumina high-throughput sequencing,RNA was sequenced from seven different stages duringthe acquisition of longevity, generating between 14 and 38million of reads.These reads were aligned to the Glycine maxWm82.a2.v1 gene model. Differentially expressed transcripts(DET) were correlated with the increase in seed longevity.Transcriptome and GO enrichment analyses of these DETrevealed a signifi cant over-representation of terms associatedwith response to stress and RNA processing and modifi cation.Photosynthesis biological process was related to low seedlongevity. HSF and several TF associated with biotic defense(WRKY3 and NLFX1) are candidate genes whose putative rolein seed longevity deserve further characterization. We alsoperformed the determination of the content of non-reducingsoluble sugars, and we observed that the accumulation ofnon-reducing soluble sugars are related to acquisition oflongevity but only the a

La production de semences très vigoureuses est un levier clépour augmenter les rendements agricoles. Chez le soja, lesrisques de production de semences de faible vigueur germinativesont élevés sous les climats tropicaux, ce qui conduit àune mauvaise installation de la culture, voire un déclassementdes lots en grain. La longévité (c-a-d la capacité de survivre àl’état sec pendant de longues périodes) représente une caractéristiqueimportante de la vigueur germinative. Cependant,la façon dont elle est acquise au cours de la maturation dela graine n’est pas connue. L’objectif de la thèse était d’obtenirun aperçu des mécanismes de régulation de l’acquisitionde la longévité chez le soja. Celle-ci est acquise peu aprèsla phase de remplissage et l’acquisition de la tolérance à ladessiccation (stade R7.2) et continue d’augmenter jusqu’enfi n de maturation. Des différences de longévité ont été observéesentre les récoltes 2013 et 2014.Elles seraient liées auxtempératures élevées au cours de la formation des graines,un facteur connu pour impacter la qualité des semences. Leséquençage Illumina de graines récoltées à 7 stades de développementa révélé des changements complexes se produisantau niveau transcriptionnel dès le stade R7.2, pourtantconsidéré comme correspondant à la maturité physiologique.Les analyses d’enrichissement GO ont révélé une associationpositive entre longévité et les processus de maturation desARN et régulateurs de la post-transcription et une associationnégative avec les processus liés à la photosynthèse. L’acquisi

Mots clés: SOY

Mots clés: SOJA; GLYCINE MAX L. MERILL

Domaines: Biochimie, Biologie Moléculaire

Juliana Lima. Physiological and molecular studies during the acquisition of longevity in soybean (Glycine max L. Merril) seeds. Biochemistry, Molecular Biology. Agrocampus Ouest, 2016. Breton. ⟨NNT : 2016NSARI076⟩. ⟨tel-01651580⟩