SlSAM3 interagit avec SlACS4 pour faciliter la signalisation des brassinostéroïdes dans la coloration des fruits de tomate (Solanum lycopersicum)

Pourquoi la couleur de la tomate compte

La tomate ne se contente pas d’égayer une salade ; son passage d’un vert ferme à un rouge tendre reflète des changements profonds de saveur, de texture et de valeur nutritive. Les producteurs et les sélectionneurs cherchent à ce que ce changement de couleur survienne au bon moment et avec la bonne intensité. Cette étude explore comment une hormone végétale appelée brassinostéroïde, en synergie avec le gaz de maturation éthylène, aide les tomates à rougir en activant des protéines clés à l’intérieur du fruit.

Une hormone qui pousse le fruit à mûrir

La tomate est un fruit « climactérique », ce qui signifie qu’elle libère une poussée d’éthylène pendant sa maturation. L’éthylène conduit de nombreux traits de maturation, notamment la dégradation de la chlorophylle verte et l’accumulation de pigments caroténoïdes rouges et orange comme le lycopène. Les auteurs ont traité des fruits de tomate en développement avec une forme de brassinostéroïde appelée 24-épibrassinolide. À la bonne dose, ce traitement a accéléré le changement de couleur, réduit la chlorophylle, augmenté les caroténoïdes et le lycopène, et élevé les niveaux d’éthylène. Inhiber la production de brassinostéroïdes produisait l’effet inverse, retardant le développement de la couleur et diminuant l’éthylène. Ces réponses suggèrent que les brassinostéroïdes agissent comme des facilitateurs de maturation en stimulant l’éthylène dans le fruit.

Trouver un interrupteur clé à l’intérieur du fruit

Pour comprendre comment le brassinostéroïde se relie à l’éthylène, l’équipe s’est intéressée aux enzymes qui fabriquent la S-adénosylméthionine, une petite molécule servant de point de départ à la synthèse d’éthylène. Parmi trois gènes apparentés chez la tomate, l’un appelé SlSAM3 a fortement réagi au brassinostéroïde : son activité augmentait lorsque les fruits étaient traités par l’hormone et baissait lorsque les brassinostéroïdes étaient bloqués. SlSAM3 devenait également plus actif lorsque les fruits passaient du vert au rouge, davantage que ses gènes homologues. À l’aide d’outils d’édition génomique, les chercheurs ont créé des plants de tomate dépourvus de SlSAM3 et d’autres surexprimant ce gène. Les fruits avec un excès de SlSAM3 mûrissaient et prenaient de la couleur plus tôt, avec plus de caroténoïdes et d’éthylène, tandis que les fruits dépourvus de SlSAM3 restaient plus longtemps verts, conservaient la chlorophylle et produisaient moins d’éthylène. Cela montre que SlSAM3 est un moteur puissant de la coloration de la tomate.

Quand l’effet de l’hormone dépend d’un gène

Les scientifiques ont ensuite demandé si le brassinostéroïde fonctionnait encore en l’absence de SlSAM3. Pulvériser l’hormone sur des plants normaux et sur des plants surexprimant SlSAM3 a encore accéléré la coloration des fruits et augmenté les pigments et l’éthylène. Mais chez les fruits dépourvus de SlSAM3, le traitement hormonal n’a plus eu d’effet : ils restaient lents à colorer et faibles en lycopène, caroténoïdes et éthylène. Le brassinostéroïde n’a pas non plus su augmenter l’activité de plusieurs gènes de biosynthèse de l’éthylène chez ces mutants. Ces résultats placent SlSAM3 au centre de l’effet hormonal : sans ce gène, le brassinostéroïde perd une grande partie de sa capacité à promouvoir la maturation.

Des protéines qui travaillent côte à côte

La synthèse d’éthylène se déroule en deux étapes principales, et l’une des enzymes clés est codée par un gène appelé SlACS4. Comme SlACS4 devient plus actif lorsque les niveaux de SlSAM3 sont élevés, l’équipe a testé si les deux protéines pouvaient physiquement interagir. En utilisant plusieurs méthodes d’interaction protéique chez la levure et dans des feuilles de tabac, ils ont constaté que SlSAM3 et l’enzyme SlACS4 se lient effectivement l’une à l’autre, et que le brassinostéroïde renforce clairement ce contact. Dans les fruits de tomate, diminuer SlACS4 ralentissait le changement de couleur et l’accumulation de pigments, tandis qu’augmenter SlACS4 accélérant la maturation. Cependant, ce gain dû à un excès de SlACS4 était beaucoup plus faible dans les fruits dépourvus de SlSAM3, indiquant que SlSAM3 est nécessaire pour que SlACS4 soutienne pleinement la production d’éthylène et la coloration rapide.

Ce que cela signifie pour de meilleures tomates

Dans l’ensemble, l’étude trace un récit simple pour non-spécialistes : une hormone végétale, le brassinostéroïde, incite les fruits de tomate à mûrir en augmentant l’expression d’un gène appelé SlSAM3. La protéine SlSAM3 s’associe à une autre protéine, SlACS4, pour alimenter la voie de l’éthylène, élevant les niveaux du gaz qui commande le passage du vert au rouge. Quand ce partenariat est fort, les tomates perdent plus vite leur pigment vert et accumulent davantage de pigments rouges et orange. En identifiant cette interaction, le travail aide à expliquer comment différents signaux végétaux communiquent pendant la maturation et pourrait guider de futures démarches de sélection ou de gestion pour obtenir des tomates à couleur et qualité plus fiables.

Citation: Xuetong, W., Ailing, L., Huan, C. et al. SlSAM3 interacts with SlACS4 to facilitate brassinosteroid signaling-mediated tomato (Solanum lycopersicum) fruit coloring. Commun Biol 9, 700 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-10266-0

Mots-clés: maturation de la tomate, coloration des fruits, hormones végétales, signalisation de l’éthylène, brassinostéroïdes