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El empleo de herramientas genómicas ayudará a superar dos de los retos que todavía subsisten en el campo de la mejora molecular (i.e., vía transformación): la identificación de los genes que realmente controlan los caracteres de interés agronómico y la detección de señales de regulación que permitan modular la expresión de los transgenes a nivel espacial y temporal. Entre las vías para lograr tales objetivos, destaca la mutagénesis insercional por T-DNA, que en los últimos años se ha convertido en una herramienta básica para la identificación y etiquetado de genes, así como para el análisis de su función. En efecto, la disrupción de un gen endógeno o la integración del T-DNA en la vecindad del mismo pueden ocasionar la anulación o alteración de función, dando una valiosa información sobre el papel de un cierto gen en un carácter dado. Otra aplicación de la mutagénesis insercional por T-DNA estriba en la detección de elementos de regulación mediante el empleo de los denominados "sistemas trampa" (trapping) que permiten detectar secuencias reguladoras y asignar una función a partir de datos de expresión del delator que mimetiza la expresión del gen endógeno. El aspecto más relevante de estas aproximaciones es que, tras la identificación de un cierto gen, éste queda etiquetado por el T-DNA, lo que facilita su clonación. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido la generación una colección de líneas de inserción por T-DNA en tomate y la identificación de mutantes afectados en caracteres relacionados con el desarrollo. En concreto, se han generado más de 1200 líneas T-DNA y se han obtenido sus descendencias TG2. La caracterización de estas líneas en TG1 ha conducido a la detección de 255 mutantes (de tipo dominante, semidominante o aditivo) afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. Asimismo, se ha caracterizado una pequeña muestra de progenies TG2 (en concreto 37) lo que ha permitido la identificación de 6 mutantes recesivos. / Angarita Díaz, MDP. (2009). Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum Lycopersicon cv.p73) e identificación de mutantes de inserción [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14718

Las variedades tradicionales de tomate son apreciadas por los consumidores, que están dispuestos a pagar mayores precios por recuperar el sabor del tomate. Este interés ha propiciado que los estudios referentes a estos materiales se hayan multiplicado durante los últimos años, aunque normalmente se ciñen a pocas variedades, pocas poblaciones por variedad, o a aspectos muy concretos de sus características. El presente trabajo aborda una caracterización de variedades tradicionales del levante español que permita reunir e integrar los resultados de caracterización morfo-agronómica, organoléptica, funcional y molecular, en un intento de poner en valor estos importantes recursos fitogenéticos. Dentro de las poblaciones de las variedades tradicionales evaluadas se han observado niveles elevados de variación en características morfo-agronómicas y funcionales. Dicha variación puede deberse a factores micro-ambientales o diferencias genotípicas, puesto que se trata de variedades población. No obstante, las diferencias observadas en los niveles de variación respecto a híbridos F1 empleados como control, sugiere que las diferencias genotípicas entre individuos no serían tan importantes como cabría pensar. La variación detectada entre poblaciones de la misma variedad es, en general, mayor en todos los niveles (morfo-agronómico, organoléptico, funcional y molecular). Aunque parece existir una cierta tendencia en el perfil organoléptico, funcional y morfológico para cada variedad, lo cierto es que los rangos de variación de estos perfiles entre distintas variedades se solapan. La selección diferencial realizada por cada agricultor dentro de variedad podría ser una de las principales causas de la elevada variabilidad detectada. A ésta se añade los efectos de la mezcla de semillas y los cruzamientos espontáneos que se han evidenciado en la evaluación de los materiales (tanto por segregación morfo-agronómica como por los niveles de heterocigosidad observada en algunas poblaciones). De esta forma, tras estos sucesos el agricultor aplicaría una elevada presión de selección para recuperar las características básicas externas de la variedad, pero la variación se mantendría, especialmente, en los caracteres internos. La elevada variabilidad entre las poblaciones de una misma variedad presenta varios problemas a la hora de abordar la promoción de su cultivo y su conservación in situ. Por un lado, la existencia de tanta variación complica que los consumidores asocien un morfotipo muy definido con un elevado estándar de calidad. Además, la falta de un ideotipo claro y relativamente uniforme, dificulta el registro de los materiales como variedades de conservación. Por otro lado, no todas las poblaciones de una variedad aglutinan una morfología y estructura del fruto adecuada, representativa de la variedad y que además manifieste el mejor sabor posible. Por ello, es conveniente llevar a cabo programas de depuración varietal en los que se realicen selecciones de las mejores poblaciones que reúnan las mejores características. Por otro lado, también sería recomendable realizar selecciones dentro de población en los casos en los que la variación intra-poblacional sea excesiva. En ocasiones, y de forma complementaria, podría contemplarse la introgresión de genes de resistencia a virosis en variedades tradicionales, como medida necesaria en aquellas zonas especialmente afectadas por determinadas enfermedades. De forma adicional, considerando el creciente interés por los alimentos saludables, la detección de variedades o poblaciones dentro de variedad que destaquen por un elevado valor funcional, puede contribuir a identificar un valor añadido que permita valorizar estas variedades tradicionales. En este contexto, se han encontrado poblaciones con niveles de vitamina C próximos a los mostrados por cultivares “Double Rich”, de licopeno dentro del rango de variación mostrado por cultivares “high pigment” y de β-caroteno comparables a los mejores resultados obtenidos en cultivares “high pigment”. Estos materiales resultan potencialmente útiles como fuentes de variación o pueden ser directamente aprovechables para ser reintroducidos en el mercado con un valor añadido contrastado. Aunque se ha encontrado variación para el contenido en polifenoles totales, éstos han sido intermedios. Finalmente, a la hora de realizar una adecuada identificación del ideotipo varietal, de depurar una variedad descartando poblaciones, de acelerar programas de introgresión de genes o simplemente para defender los mercados de calidad frente a fraudes que pretendan aprovechar los diferenciales de precio de las variedades tradicionales, es necesario contar con herramientas de caracterización molecular eficientes. En este trabajo se ha seleccionado y comprobado la efectividad de una colección de marcadores SNP para caracterizar variedades tradicionales de tomate y se han obtenido huellas moleculares para las variedades: “Centenares”, “Cuarenteno”, “De la pera”, “De pera”, “Flor de baladre”, “Gordo rojo”, “Moruno”, “Muchamiel”, “Negre”, “Pimiento”, “Valenciano” y “Tomaca gallega”. La tipificación varietal, la identificación de un valor añadido en las características organolépticas y funcionales de estos materiales, y la detección de perfiles moleculares que permitan autentificarlos, son elementos clave y necesarios para asegurar la protección de estos recursos genéticos. Estas actividades contribuirán a consolidar los mercados de calidad, satisfaciendo las demandas de los consumidores, y ofreciendo una alternativa de cultivo rentable a agricultores en sistemas minifundistas. / Cortés Olmos, C. (2015). Puesta en valor de variedades tradicionales de tomate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48532

Tesis por compendio / [ES] La erosión genética provocada en los cultivos al primar producción sobre calidad ha derivado en pérdida de biodiversidad, lo que compromete la seguridad alimentaria mundial. Los agricultores, a través de un proceso histórico de selección, han ido diferenciando variedades tradicionales de cultivo que sonfuente de biodiversidad agrícola que además favorece el desarrollo de la economía local. Por este motivo, su recuperación, clasificación y cultivo son clave para la economía y futuro alimentario. La conservación de las variedades tradicionales requiere un conocimiento de las mismas a través de la descripción detallada de las características fenotípicas, agronómicas, y de calidad nutricional como valor añadido. La Comunitat Valenciana, cuenta con un extenso patrimonio hortícola constituido por una gran diversidad de variedades tradicionales de hortalizas. Estas son fruto de la adaptación a variadas condiciones agroclimáticas de la geografía valenciana, por un lado, y de la selección aplicada por los agricultores en cada localidad por otro. En este sentido, estas variedades tienen un gran valor como patrimonio etnobotánico y como tal deberían ser conservadas. Asimismo, en la actualidad, el cultivo y el consumo de las variedades tradicionales están creciendo, ya que son especialmente atractivas para los consumidores por su diversidad y su alta calidad nutracéutica. En este contexto, esta tesis doctoral se basa en la caracterización fenotípica y nutricional para valorizar las variedades tradicionales de la comunidad, correspondientes a los cultivos de pimiento, berenjena y lechuga, con la finalidad de promover su conservación y cultivo en las zonas de origen, e impulsando la diversidad. La caracterización morfológica de las variedades autóctonas ha sido objeto de numerosos estudios, necesarios porque proporcionan información sobre los caracteres fenotípicos diferenciadores, y contribuyen a optimizar los programas de mejora vegetal. En este sentido, la caracterización de las variedades hortícolas valencianas seleccionadas se realizó siguiendo las directrices del IBPGR. Además, en esta tesis doctoral se han realizado estudios sobre el valor nutracéutico de las tres variedades seleccionadas por ser uno de los principales intereses del consumidor. Por ello, el contenido de algunos compuestos bioactivos y antioxidantes (fenoles, flavonoides, antocianinas, ácido ascórbico, licopeno, carotenoides, clorofilas y la actividad antioxidante), azucares y minerales fueron monitoreados para establecer parámetros de calidad en las especies mencionadas. También se determinó los parámetros indicativos de estrés oxidativo, para establecer la capacidad de conservación de atributos físico-químicos de la lechuga en el ensayo de post-cosecha. / [CA] L'erosió genètica provocada en els cultius com a conseqüència de posar per davant producció sobre qualitat ha derivat en pèrdua de biodiversitat, fet que compromet la seguretat alimentària mundial. Els agricultors, a través d'un procés històric de selecció, han generat la diferenciació varietats tradicionals de cultiu que hui són font de biodiversitat agrícola. A més, s'afavoreix el desenvolupament de l'economia local. Per aquest motiu, la seva recuperació, classificació i cultiu són clau per a l'economia i el futur alimentari. La conservació de les varietats tradicionals requereix un coneixement de les mateixes mitjançant la descripció detallada de les seues característiques fenotípiques, agronòmiques, i de qualitat nutricional com a valor afegit. La Comunitat Valenciana compta amb un extens patrimoni hortícola constituït per una gran diversitat de varietats tradicionals d'hortalisses. Aquestes són fruit de l'adaptació a diverses condicions agroclimàtiques de la geografia valenciana, d'una banda, i de la selecció aplicada pels agricultors a cada localitat de l'altra. En aquest sentit, aquestes varietats tenen un gran valor com a patrimoni etnobotànic i com a tal haurien de ser conservades. Així mateix, actualment, el cultiu i el consum de les varietats tradicionals estan creixent, ja que són especialment atractives per als consumidors per la seua diversitat i la seua alta qualitat nutracèutica. En aquest context, aquesta tesi doctoral es basa en la caracterització fenotípica i nutricional per valoritzar les varietats tradicionals de la Ccomunitat, corresponents als cultius de pebre, albergínia i encisam, amb la finalitat de promoure'n la conservació i el cultiu a les zones d'origen, i impulsant la diversitat. La caracterització morfològica de les varietats autòctones ha estat objecte de nombrosos estudis, necessaris perquè proporcionen informació sobre els caràcters fenotípics diferenciadors, i contribueixen a optimitzar els programes de millora vegetal. En aquesta línia, la caracterització de les varietats hortícoles valencianes seleccionades es va fer seguint les directrius de l'IBPGR. A més, en aquesta tesi doctoral s'han fet estudis sobre el valor nutracèutic de les tres espècies seleccionades per ser un dels principals interessos del consumidor. Per això, el contingut d'alguns compostos bioactius i antioxidants (fenols, flavonoides, antocianinas, àcid ascòrbic, licopè, carotenoides, clorofil·les i l'activitat antioxidant), sucres i minerals van ser monitoritzats per establir paràmetres de qualitat a les espècies esmentades. També es van determinar els paràmetres indicatius d'estrès oxidatiu, per establir la capacitat de conservació d'atributs fisicoquímics de l'encisam a l'assaig de postcollita. / [EN] Genetic erosion in crops, gained from prioritising production over quality, has led to biodiversity loss, which compromises global food security. By a historic selection process, farmers have been differentiating traditional crop varieties, which are a source of agricultural biodiversity that also favours the development of local economy, which makes their recovery, classification and cultivation key for food economy and the future. The conservation of traditional varieties requires knowledge of them, obtained from a detailed description of their phenotypical, agronomic and nutritional quality characteristics as added value. The Valencian Community (east Spain) has extensive horticultural heritage that is made up of a high diversity of traditional vegetable varieties. These are the result of adapting to the varied agroclimate conditions of the Valencian geography: on the one hand, the selection applied by farmers to each locality; on the other hand, these varieties are very valuable as ethnobotanical heritage and should be preserved. Moreover, the cultivation and consumption of traditional varieties are currently growing because they are particularly appealing to consumers for their diversity and high nutraceutical quality. In this context, the present doctoral thesis is based on a phenotypical and nutritional characterisation to evaluate traditional varieties in the Valencian Community, which correspond to pepper, eggplant and lettuce crops, to promote their conservation and cultivation in areas of origin, and to boost diversity. The morphological characterisation of landraces has been the subject of many studies, which are necessary because they provide information about differentiating phenotypical characteristics and help to optimise plant-breeding programmes. The characterisation of the selected Valencian vegetable varieties was carried out following IBPGR guidelines. Furthermore, studies were conducted in this doctoral thesis into the nutraceutical value of the three selected crops because this value is one of the main consumer interests. The content of some bioactive compounds and antioxidants (phenols, flavonoids, anthocyanins, ascorbic acid, lycopene, carotenoids, chlorophylls, antioxidant activity), sugars and minerals were monitored to establish quality parameters in the aforementioned species. Parameters indicative of oxidative stress were also determined to establish the conservation capacity of the physico-chemical attributes of lettuce in the post-harvest test. / Martínez Ispizua, E. (2022). Rediscovering pepper, eggplant and lettuce landraces of the Valencian Community; an ancient resource with vast potential for the future [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191053 / Compendio

Brinjal shoot and fruit borer (Leucinodes orbonalis Guenee) is a major limiting factor in commercial cultivation of eggplant in southeast Asia. Extensive use of pesticides as well as the conventional breeding methods have been ineffective in controlling the borer so there is a need for Integrated Pest Management (IPM) strategies for its control. Bacillus thuringiensis (Bt) is known to produce a variety of insecticidal crystal proteins toxic to lepidopteran, dipteran and coleopteran pests. The Cry2Aa protein has been found to be more toxic to brinjal shoot and fruit borer than Cry1Ab. My objective was to develop eggplant cultivars that express a codon-optimized cry2Aa gene, the sequence of which is based on that of an Indian isolate of Bt, with the eventual goal of producing fully resistant cultivars. The cry2Aa gene was modified for optimal expression in eggplant using the codon usage frequencies based on solanaceous sequences (eggplant, tomato and pepper). The GC content was increased from 34.3% in the native gene to 41.3% in the optimized gene, thus removing the AT-rich regions that are typical for Bt cry genes. Also, other mRNA destabilizing and hairpin forming structure sequences were removed. The gene was synthesized in four different parts with complementary restriction sites. A total of 152 oligonucleotides (oligos) was used to assemble the 1.9 kb gene using dual asymmetric (DA) and overlap extension (OE) PCR techniques. The individual parts were subsequently ligated using the complementary restriction sites and inserted into vector pCAMBIA 1302. Also, the transformation efficiency of 12 different eggplant cultivars was tested using plasmid pHB2892 to predict utility for transformation with the synthetic cry2Aa. / Master of Science

vegetable crops. Micro-Tom is a model tomato cultivar used for research due to its small size and short time to fruiting. This project evaluated I. walleriana and Micro-Tom transformed with Agrobacterium. The construct contained GFP (green fluorescent protein) and hygromycin antibiotic-resistant selectable markers, and the antisense sequence of open reading frame of INSV nucleocapsid protein (N). The N gene is expected to confer INSV resistance by RNA interference or gene silencing. The presence of transgenes was confirmed by PCR. Transgenic Impatiens was selfed for two generations. Transgenic Micro-Tom was selfed for 4 generations. Spinach was used as an INSV reservoir. Impatiens, spinach and Micro-Tom were mechanically inoculated with INSV and evaluated visually, with assay tests, ELISA testing, and PCR. Spinach was successfully infected with INSV six times of seven attempts. Impatiens and Micro-Tom had no successful inoculations of three and five attempts, respectively. / Master of Science / Impatiens walleriana, also known as impatiens or ‘Bizzy Lizzy,’ is a popular ornamental plant. It has a wide variety of flower colors and grows well in shade. Impatiens necrotic spot virus (INSV) is an incurable virus that causes disfiguring dead spots on plants. Micro-Tom is miniature tomato used for research due to its small size and short time to fruiting. This project tested impatiens and Micro-Tom transgenic plants that had been genetically modified using bacteria. The bacteria had been modified to contain ‘markers’ which allow researchers to confirm the modifications were successful. It also contained a small piece of genetic material from the virus, which was expected to make the plants resistant to the virus by interfering with virus movement and reproduction. These transgenic plants were self-pollinated for multiple generations and tested to confirm the transgene was present. “Wild-type” (not genetically modified) spinach was infected with the virus by hand and infected spinach leaves were used to try to infect impatiens and Micro-Tom. The plants were inspected visually and leaves were tested for presence of the virus. Spinach was successfully infected with INSV six times of seven attempts. Impatiens and Micro-Tom had no successful inoculations of three and five attempts, respectively.

L’auto-incompatibilité (AI) est une barrière reproductive prézygotique qui permet aux pistils d’une fleur de rejeter leur propre pollen. Les systèmes d’AI peuvent prévenir l’autofertilisation et ainsi limiter l’inbreeding. Dans l’AI gamétophytique, le génotype du pollen détermine son propre phénotype d’incompatibilité, et dans ce système, les déterminants mâles et femelles de l’AI sont codés par un locus multigénique et multi-allélique désigné le locus S. Chez les Solanaceae, le déterminant femelle de l’AI est une glycoprotéine stylaire extracellulaire fortement polymorphique possédant une activité ribonucléase et désignée S-RNase. Les S-RNases montrent un patron caractéristique de deux régions hypervariables (HVa et HVb), responsables de leur détermination allélique, et cinq régions hautement conservées (C1 à C5) impliquées dans l’activité catalytique ou la stabilisation structurelle de ces protéines. Dans ce travail, nous avons investigué plusieurs caractéristiques des S-RNases et identifié un nouveau ligand potentiel aux S-RNases chez Solanum chacoense. L’objectif de notre première étude était l’élucidation du rôle de la région C4 des S-RNases. Afin de tester l’hypothèse selon laquelle la région C4 serait impliquée dans le repliement ou la stabilité des S-RNases, nous avons généré un mutant dans lequel les quatre résidus chargés présents en région C4 furent remplacés par des résidus glycine. Cette protéine mutante ne s’accumulant pas à des niveaux détectables, la région C4 semble bien avoir un rôle structurel. Afin de vérifier si C4 est impliquée dans une liaison avec une autre protéine, nous avons généré le mutant R115G, dans lequel un acide aminé chargé fût éliminé afin de réduire les affinités de liaison dans cette région. Ce mutant n’affectant pas le phénotype de rejet pollinique, il est peu probable que la région C4 soit impliquée dans la liaison des S-RNases avec un ligand ou leur pénétration à l’intérieur des tubes polliniques. Enfin, le mutant K113R, dans lequel le seul résidu lysine conservé parmi toutes les S-RNases fût remplacé par un résidu arginine, fût généré afin de vérifier si cette lysine était un site potentiel d’ubiquitination des S-RNases. Toutefois, la dégradation des S-RNases ne fût pas inhibée. Ces résultats indiquent que C4 joue probablement un rôle structurel de stabilisation des S-RNases. Dans une seconde étude, nous avons analysé le rôle de la glycosylation des S-RNases, dont un site, en région C2, est conservé parmi toutes les S-RNases. Afin d’évaluer la possibilité que les sucres conjugués constituent une cible potentielle d’ubiquitination, nous avons généré une S11-RNase dont l‘unique site de glycosylation en C2 fût éliminé. Ce mutant se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage, démontrant que l’absence de glycosylation ne confère pas un phénotype de rejet constitutif du pollen. Afin de déterminer si l’introduction d’un sucre dans la région HVa de la S11-RNase pourrait affecter le rejet pollinique, nous avons généré un second mutant comportant un site additionnel de glycosylation dans la région HVa et une troisième construction qui comporte elle aussi ce nouveau site mais dont le site en région C2 fût éliminé. Le mutant comportant deux sites de glycosylation se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage mais, de manière surprenante, le mutant uniquement glycosylé en région HVa peut aussi rejeter le pollen d’haplotype S13. Nous proposons que la forme non glycosylée de ce mutant constitue un allèle à double spécificité, semblable à un autre allèle à double spécificité préalablement décrit. Il est intéressant de noter que puisque ce phénotype n’est pas observé dans le mutant comportant deux sites de glycosylation, cela suggère que les S-RNases ne sont pas déglycosylées à l’intérieur du pollen. Dans la dernière étude, nous avons réalisé plusieurs expériences d’interactions protéine-protéine afin d’identifier de potentiels interactants polliniques avec les S-RNases. Nous avons démontré que eEF1A, un composant de la machinerie de traduction chez les eucaryotes, peut lier une S11-RNase immobilisée sur résine concanavaline A. Des analyses de type pull-down utilisant la protéine eEF1A de S. chacoense étiquetée avec GST confirment cette interaction. Nous avons aussi montré que la liaison, préalablement constatée, entre eEF1A et l’actine est stimulée en présence de la S11-RNase, bien que cette dernière ne puisse directement lier l’actine. Enfin, nous avons constaté que dans les tubes polliniques incompatibles, l’actine adopte une structure agrégée qui co-localise avec les S-RNases. Ces résultats suggèrent que la liaison entre eEF1A et les S-RNases pourrait constituer un potentiel lien fonctionnel entre les S-RNases et l’altération du cytosquelette d’actine observée lors des réactions d’AI. Par ailleurs, si cette liaison est en mesure de titrer les S-RNases disponibles à l’intérieur du tube pollinique, ce mécanisme pourrait expliquer pourquoi des quantités minimales ou « seuils » de S-RNases sont nécessaires au déclenchement des réactions d’AI. / Self-incompatibility (SI) is a prezygotic reproductive barrier that allows the pistil of a flower to specifically reject their own (self-) pollen. SI systems can help prevent self-fertilization and avoid inbreeding. In gametophytic SI (GSI), the genotype of the pollen determines its breeding behaviour and in this system both female and male specificity determinants of SI are under the control of a multigenic and multiallelic locus called the S-locus. In Solanaceae, the female determinant of SI is a highly polymorphic stylar-expressed extracellular glycoprotein with RNase activity called the S-RNase. S-RNases show a distinct pattern of two hypervariable (HVa and HVb) regions, responsible for their allelic specificity, and five highly conserved regions (C1 to C5) thought to be involved in either the catalytic activity or the structural stabilization of the protein. In this work, we analyzed and characterized several conserved features of the S-RNases and also identified a potential novel S-RNase interactant in Solanum chacoense. The aim of our first study was to investigate the role of the C4 region of S-RNases. To test the hypothesis that the C4 region may be involved in S-RNase folding or stability, we examined a mutant in which the four charged residues in the C4 region were replaced with glycine. This mutant did not accumulate to detectable levels in styles, supporting a structural role for C4. To test the possibility that C4 might be involved in binding another protein, we prepared an R115G mutant, in which a charged amino acid was eliminated to reduce any potential binding to this region. This mutant had no effect on the pollen rejection phenotype of the protein, and thus C4 is likely not involved in either ligand binding or S-RNase entry inside pollen tubes. Finally, a K113R mutant, in which the only conserved lysine residue in all the S-RNases was replaced with arginine, was generated to test if this residue was an S-RNase ubiquitination site. However, S-RNase degradation was not disrupted in this mutant. Taken together, these results indicate that the C4 region likely plays a structural role. In a second study, we analyzed the role of S-RNase glycosylation. All S-RNases share a conserved glycosylation site in the C2 region. To test the possibility that the sugar residues might be a target for ubiquitination, a transgenic S11-RNase lacking its single glycosylation site was examined. This construct behaved similarly to a wild type S11-RNase, demonstrating that the lack of glycosylation does not confer constitutive pollen rejection. To determine if the introduction of an N-linked glycan in the HVa region would affect pollen rejection, a construct containing a second N-glycosylation site inside the HVa region of the S11-RNase and a construct containing only that N-glycosylation site inside the HVa region were prepared. The first construct rejected S11 pollen normally, but surprisingly, plants expressing the construct lacking the C2 glycosylation site rejected both S11 and S13 pollen. We propose that the non-glycosylated form is a dual specific allele, similar to a previously described dual-specific allele that also had amino acid replacements in the HV regions. Interestingly, this phenotype is not observed in the mutant containing two glycosylation sites, which suggests that the sugar residues are not removed during S-RNase entry into the pollen. In the final study, S-RNase-binding assays were performed with pollen extracts to detect potential interacting proteins. We found that concanavalin A-immobilized S11-RNase bound eEF1A, a component of the eukaryotic translational machinery. This interaction was validated by pull-down experiments using a GST-tagged S. chacoense eEF1A. We also found that a previously documented actin binding to eEF1A was markedly increased in the presence of S-RNases, although S-RNases alone do not bind actin. Lastly, we observed that actin in incompatible pollen tubes has an unusual aggregated form which also co-labels with S-RNases. This suggests that binding between S-RNases and eEF1A could provide a potential functional link between the S-RNase and the alteration of the actin cytoskeleton that occurs during the SI reaction. Furthermore, if eEF1A binding to S-RNases acted to titrate the amount of free S-RNase in the pollen tube, this binding may help explain the threshold phenomenon, where a minimum quantity of S-RNase in the style is required to trigger the SI reaction.

L’auto-incompatibilité (AI) est la capacité génétiquement déterminée d’une plante fertile de rejeter son propre pollen. Chez les Solanacées l’AI dépend des éléments d’un locus fort complexe (locus S) multigénique. L’élément du locus-S exprimé dans le pistil est une ribonucléase (S-RNase) dont le rôle est de dégrader l’ARN chez le pollen self, tandis que l’élément du locus S exprimé dans le pollen est un ensemble de protéines du type F-box, qui sont normalement impliquées dans la dégradation des protéines. Cependant, comment les S-RNases self restent actives lors des croisements incompatibles et comment les S-RNases non-self sont inactivées lors des croisements compatibles ce n’est encore pas clair. Un modèle propose que les S-RNases non-self soient dégradées lors des croisements compatibles. Un autre modèle propose que toutes les S-RNases, self et non-self, soient d'abord séquestrées à l’intérieur d’une vacuole, et elles y resteraient lors des croisements compatibles. Lors de croisements incompatibles, par contre, elles seraient relâchées dans le cytoplasme, où elles pourront exercer leur action cytotoxique. Notre étude tente de répondre à ces questions. Notamment, nous cherchons à mettre en évidence la localisation vacuolaire et/ou cytoplasmique des S-RNases et leur concentration par immunolocalisation, en utilisant un anticorps ciblant la S11-RNase de Solanum chacoense et la microcopie électronique à transmission. Nos résultats montrent que la densité de marquage observée pour les S-RNases cytoplasmiques est significativement plus haute dans les tubes incompatibles que dans ceux compatibles ce qui nous indique que pour qu’un tube pollinique soit compatible il doit contenir une faible densité de S-RNase cytoplasmique. / Self-incompatibility (SI) is a widespread genetic device used by flowering plants to reject their own pollen, and thus to avoid inbreeding. This cell-cell recognition mechanism is mediated by molecular interactions between gene products expressed in the pollen and those expressed in specialized cells of the pistil. The genetic determinants of the system are produced from a highly complex multigenic S-locus with multiple S-haplotypes, although other genes outside the S-locus also contribute to the phenomenon in a non-allele specific manner. SI discriminates between self and non-self pollen, as the former will be rejected (incompatible cross), whereas the latter will be allowed to accomplish fertilization (compatible cross). In the Solanaceae (to which Solanum chacoense belongs) the pistillar determinant to SI is an extremely polymorphic stylar extracellular S-RNase, whereas the pollen determinant involves the collaborative action of several members of the F-box family (SLF or S-locus F-box). This has led to the hypothesis that during compatible crosses, ubiquitin-mediated degradation of non-self S-RNases takes place (degradation model). However, it has also been found that non-self S-RNases appear to be sequestered in the vacuole during compatible crosses (sequestration model). The objective of our study was to discriminate between these two models by using immunolocalization techniques and transmission electron microscopy. We have found that the concentration of S-RNases is significantly higher in incompatible pollen tubes than in compatible ones.