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See detailMolecular characterization of embryogenesis in Phaseolus
Abid, Ghassen ULg

Doctoral thesis (2011)

Chez les végétaux supérieurs, l’embryogenèse est une phase clé du développement au cours de laquelle l’embryon établit les principales structures de la future plante. La compréhension des processus ... [more ▼]

Chez les végétaux supérieurs, l’embryogenèse est une phase clé du développement au cours de laquelle l’embryon établit les principales structures de la future plante. La compréhension des processus moléculaires et physiologiques menant à la formation de la graine est donc d’un intérêt agronomique majeur. Chez Phaseolus la caractérisation moléculaire de l’embryogenèse permet de mieux comprendre les mécanismes du développement embryonnaire et de son dysfonctionnement observé chez les hybrides interspécifiques. Cette thèse s’inscrit dans ce cadre et vise à identifier et caractériser des gènes clés impliqués dans le développement de l'embryon chez Phaseolus. Des hybridations interspécifiques ont été réalisées entre l’espèce P.vulgaris L. (cultivar NI637) utilisée comme parent mâle et l’espèce P. coccineus L. (cultivar NI16) utilisée comme parent femelle. Des analyses ont aussi été effectuées sur un mutant obtenu par mutagenèse chimique à l'EMS (Ethyl Méthyl Sulfonate) de graines de la variété BAT93 de P.vulgaris. Une étude histologique comparative a permis de suivre la dynamique de l’embryogenèse du haricot commun à partir d’embryons prélevés 3 à 12 jours après la pollinisation et provenant de plantes normales et déficients dans la production de graines. Les embryons de P. vulgaris se développent plus rapidement par rapport à ceux issus du mutant EMS. Ces derniers présentent des anomalies au niveau de l’embryon et du suspenseur. La caractérisation fonctionnelle de deux gènes candidats MIPS (myo-inositol phosphate synthase) et Sus (sucrose synthase) a été réalisée par RT-PCR quantitative et hybridation in situ suite à une étude spatio-temporelle d’expression de ces deux gènes candidats au cours de développement embryonnaire chez Phaseolus. L’analyse du profil d’expression de ces deux gènes montre qu’ils sont exprimés différemment au niveau des tissus de l’embryon et du suspenseur. L’analyse in silico nous a permis de sélectionner 22 gènes candidats dont nous avons vérifié l'expression au cours de développement de la graine chez Phaseolus. Des variations au niveau de la méthylation de l’ADN ont été déterminées chez les hybrides interspécifiques comparativement à leurs parents. La technique de l’HSS a permis d’isoler des fragments d’ADNs complémentaires différemment exprimés au cours de développement de la graine chez Phaseolus. L’analyse des séquences de ces ADNs complémentaires montre qu’ils codent pour plusieurs protéines intervenant dans le développement cellulaire et embryonnaire, en particulier le "storage protein activator" (SPA), le "pentatricopeptide repeat-containing protein" (PPR) et l’acetyl-CoA carboxylase (ACCase). La caractérisation de ces différents gènes exprimés au cours du développement de la graine, fournit de nouveaux outils susceptibles de mettre en évidence des mécanismes de dysfonctionnement embryonnaire chez le genre Phaseolus. [less ▲]

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See detailChanges in DNA-methylation during zygotic embryogenesis in interspecific hybrids of beans (Phaseolus spp.)
Abid, Ghassen ULg; Muhoviski, Yordan; Jacquemin, Jean-Marie et al

in Plant Cell, Tissue & Organ Culture (2011), (3), 383-393

Hybrid embryos resulting from crosses between Phaseolus species often fail to reach maturity and some combinations frequently abort at early developmental stages. The genetic or molecular basis for these ... [more ▼]

Hybrid embryos resulting from crosses between Phaseolus species often fail to reach maturity and some combinations frequently abort at early developmental stages. The genetic or molecular basis for these consistent developmental defects is at present not clear. However, an extremely complex genetic system, thought to be caused by major epigenetic changes associated with gene expression changes, has been shown to be active in plant species. We have investigated DNA methylation in two interspecific hybrids, Phaseolus vulgaris X Phaseolus coccineus and it reciprocal crosses, using methylation sensitive amplification polymorphism (MSAP). The potential use of MSAP for detecting methylation variation during embryogenesis in interspecific hybrids is discussed. Significant differences in the DNA methylation patterns were observed in abortive (interpecific hybrids) and non abortive (parental) genotypes. Taken together, our results strongly suggest that generalized alterations in DNA methylation profiles could play a causative role in early interspecific embryo abortion in vivo. A considerable change in the methylation pattern during embryogenesis could be involved in the disruption of the regulation or maintenance of the embryogenesis process of Phaseolus interspecific hybrids. The results also support the earlier hypothesis that DNA methylation is critical for the regulation of plant embryogenesis and gene expression. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailIn silico identification and characterization of putative differentially expressed genes involved in common bean (Phaseolus vulgaris L.) seed development
Abid, Ghassen ULg; Muhovski, Y.; Jacquemin, J.-M. et al

in Plant Cell, Tissue & Organ Culture (2011)

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Peer Reviewed
See detailIdentification and Analysis of Differentially Expressed Genes During Seed Development Using Suppression Subtractive Hybridization (SSH) in Phaseolus vulgaris
Abid, Ghassen ULg; Sassi, Khaled; Muhovski, Yordan et al

in Plant Molecular Biology Reporter (2011)

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Peer Reviewed
See detailGene expression and genetic analysis during higher plants embryogenesis
Abid, Ghassen ULg; Jaquemin, Jean-Marie; Sassi, Khaled et al

in Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement = Biotechnology, Agronomy, Society and Environment [=BASE] (2010), 14(4), 667-680

This review describes and discusses recent attempts to analyze the embryogenesis process in higher plants, through combination of descriptive, experimental, and genetic approach. Analysis of gene ... [more ▼]

This review describes and discusses recent attempts to analyze the embryogenesis process in higher plants, through combination of descriptive, experimental, and genetic approach. Analysis of gene expression profiles has permitted to build hypothesis concerning the induced mechanisms in early phases of embryogenesis in higher plants. Such mechanisms involve specific transcriptional and post-transcriptional regulatory pathways as well as diverse signal transduction processes at each stage of plant development. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailAbortive seed development in common bean (Phaseolus vulgaris L.)
Abid, Ghassen ULg; Baudoin, Jean-Pierre ULg; Jacquemin, Jean-Marie et al

in Bean Improvement Cooperative Annual Report (2009)

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See detailIsolation and sequencing of Myo-Inositol Phosphate Synthase cDNA from common bean (Phaseolus vulgaris L.)
Abid, Ghassen ULg; Baudoin, Jean-Pierre ULg; Jacquemin, Jean-Marie et al

Conference given outside the academic context (2009)

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See detailVariation in DNA methylation patterns of Phaseolus bean interspecific hybrids leads to abnormal embryo and plant development
Abid, Ghassen ULg; Muhovski, Yordan; Jacquemin, Jean-Marie et al

Poster (2009)

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Peer Reviewed
See detailRole of myo-inositol phosphate synthase and sucrose synthase genes in plant seed development
Abid, Ghassen ULg; Baudoin, Jean-Pierre ULg; Muhovski, Yordan et al

in Gene (2009), 439

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