In the post-genomic era, increasingly sophisticated genetic tools are being developed with the long-term goal of understanding how the coordinated activity of genes gives rise to a complex organism. With the advent of the next generation sequencing associated with effective computational approaches, wide variety of plant species have been fully sequenced giving a wealth of data sequence information on structure and organization of plant genomes. Since thousands of gene sequences are already known, recently developed functional genomics approaches provide powerful tools to analyze plant gene functions through various gene manipulation technologies. Integration of different omics platforms along with gene annotation and computational analysis may elucidate a complete view in a system biology level. Extensive investigations on reverse genetics methodologies were deployed for assigning biological function to a specific gene or gene product. We provide here an updated overview of these high throughout strategies highlighting recent advances in the knowledge of functional genomics in plants.

Afin d'identifier et d'isoler des gènes impliqués dans la tolérance aux stress abiotiques (salinité et sécheresse) chez la vigne, nous avons adopté une approche gène candidat qui nous a permis d'isoler l'ADNc complet d'un gène rd22 chez la variété cabernet sauvignon. Ce dernier, appelé Vvrd22 , représente un gène de réponse à la déshydratation qui est généralement induit par l'ABA. Nous avons déterminé certains paramètres physicochimiques et obtenu des données structurales (masse moléculaire, structure secondaire, domaines et motifs conservés, sites putatifs de modification post-traductionnelle…) de la protéine découlant de la séquence de ce gène. L'étude de l'expression de Vvrd22 chez la vigne a été réalisée au cours du développement de la baie de raisin et au niveau de différents organes et tissus de la plante, ainsi qu'en conditions de stress salin et hydrique. Les résultats ont révélé que Vvrd22 est exprimé de manière constitutive dans tous les tissus analysés, mais à un niveau très faible. Par ailleurs, le stress salin induit particulièrement l'expression de Vvrd22 chez une variété tolérante de vigne (Razegui), alors que la variété sensible (Syrah) n'affiche aucune variation d'expression au cours du stress, signifiant ainsi que Vvrd22 est impliqué dans la réponse au stress salin, et que son niveau d'expression dépend de mécanismes régulateurs effectifs et fonctionnels, mais uniquement chez la variété tolérante. En revanche, l'expression de Vvrd22 après l'application du stress hydrique est constatée de manière identique chez les deux variétés Kahli, tolérante, et Guelb Sardouk, sensible. De plus, des molécules de signalisation de stress comme l'ABA (appliqué seul ou en combinaison avec le saccharose) induisent l'expression de Vvrd22 , bien que de manière très faible. La connaissance du rôle et de la modalité de fonctionnement de ce gène constitue un pré-requis indispensable avant de réaliser son exploitation dans un programme d'amélioration génétique de la vigne vis-à-vis de sa tolérance à la sécheresse et à la salinité.

Introduction: Most of elite cultivated grapevine varieties (Vitis viniferaL.), conventionally grafted on rootstocks, are becoming more and more affected by climate changes, such as increase of salinity. Therefore, we revisited the valuable genetic resources of wild grapevines (V. sylvestris) to elaborate strategies for a sustainable viticulture.Methods: Here, we compared physiological and biochemical responses of two salt-tolerant species: a wild grapevine genotype “Tebaba” from our previous studies and the conventional rootstock “1103 Paulsen”. Interestingly, our physio-biochemical results showed that under 150mM NaCl, “Tebaba” maintains higher leaf osmotic potential, lower Na+/K+ ratio and a significant peaked increase of polyphenol content at the first 8h of salinity stress. This behavior allowed to hypothesis a drastic repatterning of metabolism in “Tebaba’s” roots following a biphasic response. In order to deepen our understanding on the “Tebaba” salt tolerance mechanism, we investigated a time-dependent transcriptomic analysis covering three sampling times, 8h, 24h and 48h.Results: The dynamic analysis indicated that “Tebaba” root cells detect and respond on a large scale within 8h to an accumulation of ROS by enhancing a translational reprogramming process and inducing the transcripts of glycolytic metabolism and flavonoids biosynthesis as a predominate non-enzymatic scavenging process. Afterwards, there is a transition to a largely gluconeogenic stage followed by a combined response mechanism based on cell wall remodeling and lignin biosynthesis with an efficient osmoregulation between 24 and 48 h.Discussion: This investigation explored for the first time in depth the established cross-talk between the physiological, biochemical and transcriptional regulators contributing to propose a hypothetical model of the dynamic salt mechanism tolerance of wild grapevines. In summary, these findings allowed further understanding of the genetic regulation mechanism of salt-tolerance in V. sylvestris and identified specific candidate genes valuable for appropriate breeding strategies.