Un nouvel agent de communication longue distance chez les plantes

Publié par Adrien le 05/06/2015 à 12:00
Source: CNRS-INSB
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L'équipe de Patrick Achard à l'Institut de biologie moléculaire des plantes, en collaboration avec une équipe anglaise et une équipe espagnole, a mis en lumière un système de communication à longue distance assurant une croissance coordonnée des organes chez les plantes. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Plants.


Figure: Collecte de sève brute d'Arabidopsis.
© Thomas Regnault. IBMP

Les phytohormones sont des messagers chimiques composés de petites molécules issues de diverses voies métaboliques essentielles, agissant à faibles concentrations, à proximité de leur lieu de synthèse, ou dans des tissus plus éloignés. Ces substances chimiques sont des régulateurs clés du développement des plantes et de leur adaptation aux contraintes environnementales, quelles soient biotiques (champignons, bactéries, virus, insectes,...) ou abiotiques (sécheresse, gel, vent,...).

Parmi les différentes classes de phytohormones, les gibbérellines (GA) constituent une large famille de composés diterpénoïdes, qui exercent un rôle essentiel dans de nombreux processus du développement, comme la germination de la graine, l'allongement de la tige et des racines, l'expansion des feuilles, et l'induction de la floraison. Leur étude a fourni la base génétique de la "révolution verte" dans les années 1960 et a été au centre de l'amélioration de la productivité des céréales. Depuis leur découverte, plus de 130 dérivés de GA sont connus à ce jour, mais seulement quelques-uns ont une activité biologique. Par conséquent, beaucoup de GA "non bioactives" existent chez les plantes comme précurseurs ou catabolites des formes bioactives.

Au cours des vingt dernières années, des avancées majeures ont été obtenues concernant la structure chimique et la biosynthèse des GA, ainsi que les bases moléculaires de la signalisation, de la perception de l'hormone à la régulation de l'expression des gènes en aval. Un défi majeur restait à relever: comprendre comment l'information véhiculée par cette famille de composés était transmise aux organes au cours du développement de la plante.

Les résultats obtenus par l'équipe de Patrick Achard et ses collaborateurs, ont montré que la GA12, un précurseur de biosynthèse des GA, est mobile sur de longues distances, des racines vers les parties aériennes de la plante, et inversement. Par des approches de micro-greffes chez Arabidopsis, les biologistes ont également démontré que cette molécule, transportée dans les tissus conducteurs par la sève brute et élaborée, active la croissance des organes receveurs. Dans une vision plus large, cette étude laisse ainsi entrevoir comment des organes distants (racine, feuille ou inflorescence), coopèrent et coordonnent leur croissance en fonction des contraintes environnementales.
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