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Communiqué de presse.
18/12/2008
Découverte des gènes qui gouvernent la formation des folioles des feuilles chez les plantes dicotylédones
Quoi de plus varié que le contour des feuilles ? Pourtant, les mêmes gènes sont à l’œuvre pour former la large feuille dentelée du géranium ou les multiples folioles du trèfle comme le montre, dans la revue "SCIENCE" du 19 décembre 2008, une équipe de l’INRA de Versailles en collaboration avec des chercheurs de l’Université d’Oxford. Leur travail révèle en effet l’importance d’une famille de gènes, appelés NAM/CUC3, dans le développement des folioles et des indentations si fréquentes parmi les feuilles des dicotylédones.
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Contrairement aux plantes monocotylédones aux feuilles de forme simple (blé, tulipe…), les plantes dicotylédones montrent des formes de feuilles plus variées souvent composées de plusieurs folioles, 3 dans le cas du trèfle, 5 à 7 dans le cas du marronnier par exemple. Les folioles se forment sur les bords de la très jeune feuille au tout début de son développement. Elles s’individualisent par un ralentissement de la croissance des cellules dans les domaines frontières les séparant.
Les chercheurs se sont penchés sur la famille de gènes NAM/CUC3 codant pour des facteurs de transcription dont ils pouvaient penser qu’ils jouaient un rôle dans la formation des folioles. D’une part parce qu’ils sont impliqués dans la mise en place de domaines frontières séparant les feuilles lors de leur initiation à l’extrémité des tiges, d’autre part parce qu’une étude avait déjà impliqué un membre de cette famille de gènes dans la formation du bord denté des feuilles chez la plante modèle Arabidopsis thaliana.
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Légende : la feuille caractéristique de l’ancolie (Aquilegia caerulea) perd ses 3 folioles lorsque les gènes NAM/CUC3 sont inhibés. Photo © Science/AAAS, INRA.
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Les chercheurs ont d’abord étudié l’expression des gènes NAM/CUC3 au cours du développement de la feuille chez des plantes distantes du point de vue évolutif mais possédant toutes des folioles telles que l’ancolie (Renonculacée), la tomate (Solanée), la cardamine (Brassicacée) ou le pois (Fabacée). Ceci a montré que ces gènes étaient exprimés dans les domaines frontières autour des jeunes folioles et que cette expression précédait leur émergence. La preuve de l’importance de ces gènes a été apportée par l’inhibition de leur expression qui provoque un développement anormal des feuilles où le plus souvent les dentelures de leur bord ont disparu, les folioles sont fusionnées entre elles et présentes en nombre réduit .
Ces résultats permettent aux auteurs d’avancer un modèle général de la formation des folioles et des indentations plus ou moins marquées des feuilles : les facteurs de transcription codés par les gènes NAM/CUC3 ralentissent la croissance dans les domaines frontières sur le bord de la feuille, provoquant l’apparition des indentations du limbe foliaire. Ils activent en revanche la formation des folioles voisines et y induisent des facteurs alors capables d’activer à leur tour l’expression des gènes NAM/CUC3, mettant ainsi en évidence une boucle d’auto-activation nécessaire à l’établissement du nouveau tissu. « La mise en place de domaines frontières stimulant en même temps le développement des unités voisines est déjà connue chez l’animal, précise Patrick Laufs, par exemple au cours de la formation du cerveau ou de l’aile des mouches. Nous avons là un mécanisme convergent dans le développement des tissus entre plantes et animaux. » Le chercheur suggère de plus que le même modèle avec les mêmes acteurs pourrait aussi être à l’œuvre dans la genèse des ébauches foliaires et florales à la surface du méristème apical de la tige.
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Référence :
A conserved molecular framework for compound leaf development
Science, 19 décembre 2008
Thomas Blein 1, Amada Pulido 1, Aurélie Vialette-Guiraud 1, Krisztina Nikovics 1, Halima Morin 1,2, Angela Hay 3, Ida Elisabeth Johansen 4, Miltos Tsiantis 3, Patrick Laufs 1
1 Laboratoire de Biologie Cellulaire, Institut Jean-Pierre Bourgin, INRA, 78026 Versailles Cedex, France
2 Plateforme de Cytologie et d’Imagerie Végétale, Institut Jean-Pierre Bourgin, INRA, 78026 Versailles Cedex, France
3 Department of Plant Sciences, University of Oxford, South Parks Road, Oxford OX1 3RB, UK.
4 Department of Genetics and Biotechnology, University of Aarhus, Thorvaldsensvej 40, DK-1871 Frederiksberg C, Denmark
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| Rédacteur : |
Service Presse INRA |
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Sylvie Colleu, tel 01 42 75 95 55 |
Contacts :
Contact scientifiques :
- Patrick Laufs
Unité : Biologie cellulaire, INRA Versailles-Grignon
Tél : 01 30 83 30 14 ou 30 11 ou 06 17 93 58 13
Mèl : Patrick.Laufs@versailles.inra.fr
- Thomas Blein
Unité : Biologie cellulaire, INRA Versailles-Grignon
Tél : 01 30 83 30 14 ou 30 11
Mèl : thomas.blein@versailles.inra.fr
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