La voie de biosynthèse des flavonoïdes a été étudiée du point de vue biochimique et moléculaire chez le forsythia, arbuste à floraison précoce de grande valeur ornementale. Ces études fondamentales ont apporté des connaissances générales sur le métabolisme de ces composés secondaires chez le forsythia et permettront la mise en oeuvre des stratégies les plus appropriées dans le cadre du programme d'amélioration par transformation génétique en cours à la Station INRA d'Angers. Le but principal de ce projet est la modification de la couleur des fleurs du forsythia, invariablement jaunes à cause de l'accumulation de caroténoïdes et de l'absence d'anthocyanes, à travers l'induction de la biosynthèse de ces derniers pigments dans les pétales. Un système de régénération et de transformation a été mis au point pour le cv. 'Spring Glory' de Forsythia x intermedia, permettant l'obtention de plantes transgéniques contenant un gène gus et notamment un gène dfr.

La présence de flavonols, composés intermédiaires dans la chaîne des anthocyanes, indique que la voie de biosynthèse des anthocyanes est fonctionnelle jusqu'à la synthèse de ces composés chez le forsythia. Cela a été demontré par les études chromatographiques de la composition en flavonoïdes et par les analyses enzymatiques, qui ont confirmé l'activité des enzymes CHS, FHT et FLS. Les analyses biochimiques et moléculaires sur des plantes de forsythia transgéniques contenant un gène CaMV 35S::dfr, présentant un phénotype floral inchangé en dépit de la forte expression du transgène, ont permis de conclure que le blocage de la voie de biosynthèse des pigments n'a pas lieu au niveau du gène dfr.

Les expériences moléculaires ont conduit au clonage des gènes structuraux chs, dfr et ans et à l'étude de l'expression orane-spécifique dans les anthères, pétales (organes non anthocyanés) et sépales (organes anthocyanés) au cours du développement floral. Par rapport aux sépales, dans lesquels ces gènes sont exprimés, un blocage de l'expression des gènes dfr et ans dans les anthères et du seul gène ans dans les pétales a été constaté. L'analyse préliminaire du promoteur du gène ans a mis en évidence le rôle possible de plusieurs facteurs de transcription dans la régulation de son expression.

L'ensemble des résultats de ce travail de thèse montrent que l'expression d'un transgène ans représente à court terme la stratégie la plus prometteuse pour induire la biosynthèse des anthocyanes dans les pétales de forsythia. Des expériences de transformation génétique visant à l'introduction d'un gène CaMV 35S::ans sont actuellement en cours à l'INRA d'Angers. D'autres stratégies utilisables pour atteindre le but du programme de transformation sont aussi proposées.