Thèse Etude des Mécanismes Moléculaires Sous-Jacents la Formation du Tissu Loculaire du Fruit. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries Laboratoire de recherche : LRSV - Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales Direction de la thèse : Julien PIRRELLO Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Le gel loculaire est une caractéristique typique des fruits charnus. Chez la tomate (Solanum lycopersicum), plante modèle pour l'étude du développement et de la maturation, le tissu loculaire occupe jusqu'à 59 % de la volume totale du fruit chez certains cultivars et, à cet égard, il est essentiel pour déterminer la structure des tissus du fruit.
La formation de ce tissu est un processus complexe impliquant une série de modifications anatomique, physiologiques et biochimiques qui ont un impact sur le développement, la maturation et donc la qualité du fruit. Globalement, le tissu loculaire est considéré comme étant issu du placenta et se développant autour des ovules, entourant ainsi les graines au cours de leur formation. Ce tissu subit une expansion importante, puis se transforme en un tissu homogène, gélatineux, composé de cellules géantes à parois fines. Mais jusqu'à présent on sait très peu de chose sur ce développement, notamment l'ontogenèse de ce tissue spécifique et sa régulation génétique et par des facteurs exogènes.
Cependant certains cultivars de tomates type « all-flesh » présentent une fermeté accrue ainsi qu'une meilleure conservation après la récolte, et semblent dépourvus de gel loculaire. Nos travaux précédents ont montré que SlMBP3 est un régulateur clé de la formation du tissu loculaire dans les fruits de tomate et qu'une délétion au niveau du promoteur de ce gène est à l'origine du caractère all-flesh (sans gel). L'altération de l'expression de SlMBP3 impacte la formation du gel loculaire, et présente aussi une modification importante du transcriptome du développement du fruit, suggérant que SlMBP3 influence la formation du gel loculaire en contrôlant l'expression des gènes de la division cellulaire et différentiation cellulaire.
En utilisant les ressources génétiques déjà disponibles dans l'équipe, certaines uniques telles que les lignées altérées dans l'expression du gène SlMBP3, ainsi que les variétés naturelles ou commerciales présentant une diversité phénotypique quant à la nature du tissu loculaire, le ou la doctorant(e) étudiera les mécanismes moléculaires contrôlant la formation du tissu loculaire. Il ou elle fera appel aux techniques de Single-cell RNAseq conventionnelle et/ou spatiale, microscopie, de cytométrie et de biochimie pour démontrer l'origine, la nature et mettre en évidence les étapes de développement tissulaire du gel, qui reste encore mal connu actuellement. Les outils de biologie moléculaire tels que la transcriptomique globale et single-cell, ainsi que le criblage simple et double hybride, permettront d'identifier les cibles et les partenaires des gènes clés de la détermination du tissu loculaire. Les qualités organoleptiques des fruits sont des éléments clés dans la production et la consommation des fruits. Leur maintien durant le stockage post-récolte est un enjeu majeur intervenant à la fois dans la sécurité alimentaire et dans la santé publique. En effet, les pertes post-récolte représentent environ 30 % des pertes totales. L'équipe GBF a récemment démontré que le gel du tissu loculaire était un acteur majeur de la maturation, puisque les changements transcriptionnels associés à la maturation prennent d'abord place dans ce tissu (Chirinos et al., 2023). Les données issues d'analyses transcriptomiques associées aux analyses métaboliques suggèrent une modification de l'homéostasie hormonale régulée par deux signaux antagonistes : l'auxine et l'éthylène (Chirinos et al., 2023 ; Shin et al., 2019). Différentes recherches ont mis en évidence le rôle prépondérant des facteurs de transcription de type MADS-box dans la formation des fruits charnus. Récemment, l'équipe GBF a montré que le facteur de transcription MBP3, de la famille des MADS-box, est un régulateur clé de la formation du gel dans le tissu loculaire. La sous-expression de MBP3 combinée à la mutation naturelle de AGL11, un homologue de MBP3, affecte le développement de la plante et des fruits dans certains génotypes (Huang et al., 2017, 2021). Identification des acteurs clés de la détermination de la formation du tissu loculaire
Identifier les mécanismes moléculaires régulés par MBP3
Comprendre l'ontogénèse du gel Les objectifs pourront être atteints en utilisant les méthodes suivantes :
- Génétique inverse : ressources génétiques déjà présentes au laboratoire.
- Microscopie : confocal, champ large et fluorescence. Ces techniques sont présentes sur la plateforme TRI sur le campus INRAE.
- Transcriptomique. Les analyses RNAseq short-read associés aux analyses bioinformatiques pourront être utilisées. Le /La candidat(e) pourra bénéficier d'un appui technique et méthodologique sur ce type d'analyse bien maitrisée au laboratoire. Le/La candidat(e) pourra développer, si besoin, les techniques de RNAseq single-cell afin de déterminer le transcriptome au niveau cellulaire des différents tissus du fruits et ainsi identifier les liens entre celles-ci.
- Les analyses biochimiques se feront avec des partenaires nationale/internationale et plateformes dédiées.
- Le criblage double hybride permettra d'identifier les partenaires protéiques des régulateurs identifiés
- La technique de simple hybride permettra d'identifier/de confirmer de nouveau régulateurs des facteurs de transcription d'intérêts.
- Les techniques de culture in vitro et de transformation de plante seront utilisés pour générer de nouvelles ressources.

Le/la candidat(e) aura des compétences en biologie moléculaire, biologie végétale, microscopie, en analyse d'image.
Il/elle fera preuve d'autonomie, de rigueur et d'esprit critique.