Note publique d'information : Chez le fruit de tomate, les teneurs en sucres, acides aminés et acides organiques
contribuent à ses caractéristiques gustatives et nutritionnelles et la richesse en
protéines et en paroi végétale conditionne en partie sa texture. La connaissance et
la compréhension de lka régulation du métabolisme du fruit de tomate sont essentielles
pour en améliorer la qualité. Pour cela, pendant cette thèse, nous avons développé
un outil de fluxomique, afin de quantifier des flux de carbone dans le métabolisme
intermédiaire du péricarpe de fruit de tomate. Nous avons défini des conditions pour
l'analyse des flux chez la tomate : des lamelles de péricarpe sont excisées et incubées
dans une solution nutritive. La détermination d'une vingtaine de flux a été réalisée
sur la variété Ailsa Craig, par marquage des métabolites avec du [1-13C]- et du [2-13C]-glucose
dans des conditions d'état stationnaire isotopique et métabolique, après mesure d'enrichissements
de composés par RMN du 1H et du 13C et optimisation du calcul des flux du réseau impliqué.
Cette étude réalisée sur trois milieux de culture, le milieu MS/10 de référence, le
milieu MS dix fois plus concentré, et le milieu MS*+Glutamine à la fois source de
carbone et d'azote organique, a permis de tester la robustesse du réseau métabolique.
L'application de cette méthodologie à des tomates surexprimant des hexokinases de
levure (Y32) et d'Arabidopsis (HK4 et HK37) a permis de définir des perturbations
du métabolisme sur HK4 : cette lignée présente une augmentation du cycle des hexoses-P
et une réduction du flux de la voie des pentoses phosphates, ce qui pourrait expliquer
une réduction de croissance observée in planta.
Note publique d'information : In tomato, concentrations in sugars, amino acids and organic acides determine partly
fruit's taste and nutritional characteristics. Moreover, proteins and cell wall determine
mainly its texture. Metabolism knowledge and apprehension of its regulation in tomato
fruit are essentials to ameliorate its quality. In this work, we have developed a
fluxomic tool to quantify carbon fluxes in intermediary metabolism in tomato fruit
pericarp. We have first defined conditions for flux analysis in tomato fruit : pericarp
slices are excised and incubated in nutritive solution. Determination of about 20
fluxes were performed with Ailsa Craig, using labeling carbon experiments with [1-13C]-
and [2-13C]-glucose. After metabolic and isotopic steady state, measurements of metabolite
enrichments by 1H and 13C NMR were used to calculate fluxes of the metabolic network.
This study, performed on three media, MS/10, the medium reference, MS ten more concentrated
and MS*+Glutamine for carbon and organic source, allowed to test the network robustness.
Fluxes analyses were then performed on tomato fruits over expressing yeast (Y32) and
Arabidopsis hexokinase (HK4 and HK37). We showed metabolism perturbations in HK4 :
the increase in the hexoses-P cycle and the decrease in the pentoses-P pathway. These
modifications could explain the reduction of fruit development in this genetically
affected plant.
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