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The Tomato Guanylate-Binding Protein SlGBP1 Enables Fruit Tissue Differentiation by Maintaining Endopolyploid Cells in a Non-Proliferative State.
Musseau, Constance; Jorly, Joana; Gadin, Stéphanie; Sørensen, Iben; Deborde, Catherine; Bernillon, Stéphane; Mauxion, Jean-Philippe; Atienza, Isabelle; Moing, Annick; Lemaire-Chamley, Martine; Rose, Jocelyn K C; Chevalier, Christian; Rothan, Christophe; Fernandez-Lochu, Lucie; Gévaudant, Frédéric.
Affiliation
  • Musseau C; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Jorly J; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Gadin S; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Sørensen I; Plant Biology Section, School of Integrative Plant Science, Cornell University, Ithaca, New York 14853.
  • Deborde C; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Bernillon S; PMB-Metabolome, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation, et l'Environnement, Unité Mixte de Recherche 2018, Bordeaux Metabolome Facility, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Mauxion JP; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Atienza I; PMB-Metabolome, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation, et l'Environnement, Unité Mixte de Recherche 2018, Bordeaux Metabolome Facility, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Moing A; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Lemaire-Chamley M; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Rose JKC; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Chevalier C; PMB-Metabolome, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation, et l'Environnement, Unité Mixte de Recherche 2018, Bordeaux Metabolome Facility, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Rothan C; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
  • Fernandez-Lochu L; Plant Biology Section, School of Integrative Plant Science, Cornell University, Ithaca, New York 14853.
  • Gévaudant F; Université de Bordeaux, Institut National de la Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Biologie du Fruit et Pathologie, Unité Mixte de Recherche 1332, 33140 Villenave d'Ornon, France.
Plant Cell ; 32(10): 3188-3205, 2020 10.
Article in En | MEDLINE | ID: mdl-32753430
ABSTRACT
Cell fate maintenance is an integral part of plant cell differentiation and the production of functional cells, tissues, and organs. Fleshy fruit development is characterized by the accumulation of water and solutes in the enlarging cells of parenchymatous tissues. In tomato (Solanum lycopersicum), this process is associated with endoreduplication in mesocarp cells. The mechanisms that preserve this developmental program, once initiated, remain unknown. We show here that analysis of a previously identified tomato ethyl methanesulfonate-induced mutant that exhibits abnormal mesocarp cell differentiation could help elucidate determinants of fruit cell fate maintenance. We identified and validated the causal locus through mapping-by-sequencing and gene editing, respectively, and performed metabolic, cellular, and transcriptomic analyses of the mutant phenotype. The data indicate that disruption of the SlGBP1 gene, encoding GUANYLATE BINDING PROTEIN1, induces early termination of endoreduplication followed by late divisions of polyploid mesocarp cells, which consequently acquire the characteristics of young proliferative cells. This study reveals a crucial role of plant GBPs in the control of cell cycle genes, and thus, in cell fate maintenance. We propose that SlGBP1 acts as an inhibitor of cell division, a function conserved with the human hGBP-1 protein.
Subject(s)

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Plant Proteins / Solanum lycopersicum / Fruit Type of study: Prognostic_studies Language: En Journal: Plant Cell Journal subject: BOTANICA Year: 2020 Type: Article Affiliation country: France

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Plant Proteins / Solanum lycopersicum / Fruit Type of study: Prognostic_studies Language: En Journal: Plant Cell Journal subject: BOTANICA Year: 2020 Type: Article Affiliation country: France