Cours : De la plantule à la plante
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1 Les cellules méristèmatiques sont cyclantes
1.1 La localisation des mitoses
Figure 1 : Les méristèmes primaires sont responsable de l’allongement, la formation des organes. Les méristèmes secondaires sont responsable de la croissance en épaisseur du végétale.Les cellules méristèmatiques ont une paroi fine, le noyau représente environ 30% de la cellule, il y a beaucoup de ribosome et de jeunes organites.1.2 La régulation des mitoses
Les mitoses sont régulées par l’auxine et les cytokininesFigure 2 : Les deux hormones fonctionnent simultanément : L'auxine ne pénètre pas dans les cellules mais agit via une protéine G qui par l'activation de l'adénylate cyclase fait augmenter la concentration intracellulaire en ions Ca2+ et AMPc ce qui active une cascade de réactions (notamment celle des MAP, Mitogen Activating Protein) stimulant la division cellulaire mais aussi l'activation et la production de pompes à protons. Cette pompe expulse des protons dans le milieu extracellulaire :- Lorsque la cytokinine est fixée au récepteur, cela enclenche les MAP kinase.
- La fixation de l’auxine engendre une cascade de kinase mise en place par la Cyclin dependent, qui active les MAP kinase.
2 Tous les méristèmes sont histogènes
2.1 La différenciation cellulaire
Les cellules méristèmatiques subissent un allongement, puis un grossissement, puis se spécialisent.Figure 3 : La différenciation correspond à une phase de croissance, et une phase de spécialisation des organites cellulaires.2.2 Exemple de la différenciation des poils absorbants
Ce sont des cellules allongées, au dessus du méristème racinaire, chaque poil absorbant = une cellule. (ex : un plant de seigle de 4 mois à environ 14Milliards de poils absorbants…)Expérience :On clone le gène GL2, qui intervient dans la présence du poil absorbant sur les feuilles et défavorise la présence de poil absorbant sur les racines :Figure 4 : On obtient une lignée cellulaire sur 2 qui est verte.- Les trichoblastes (donne les poils) ne sont pas vertes
- Les atrichoblastes (sans poil) sont vertes
2.3 Exemple de la différenciation des vaisseaux conducteurs
Deux types de vaisseaux :- Xylème
- Phloème
3 Seuls les méristèmes primaires sont organogènes
3.1 Exemple de la mise en place des primordiums foliaires
La mise en place des feuilles commencent toujours par une mitose péricline sous épidermique. Ce phénomène est spatio-temporel.3.2 Approche à la phyllotaxie
Les mitoses sont régulières dans le temps, le temps entre deux mitoses périclines est le plastochrone, et est identique pour une espèce donnée.II) Les méristèmes sont contrôlés génétiquement
1 Les méristèmes sont zonés
1.1 Mise en évidence de la zonation
On prend une plante, à laquelle on ajoute une goutte contenant de la thymidine 3H sur le méristème, cette goutte pénètre dans les tissus, et seuls les chromosomes en phase S incorporent ces thymidines.Figure 8 et 9 : On s’aperçoit que les cellules qui font le plus de synthèses sont au bord du méristème.1.2 Organisation du méristème racinaire
Figure 10 : La coiffe effectue quelques mitoses en son centre, avec notamment la production d’huile qui lui permet une meilleure pénétration dans le sol.1.3 Organisation du méristème caulinaire
Au niveau génétique, on a superposition de ces deux modèles.2 Les méristèmes primaires sont régulés par interaction de cellule à cellule
2.1 Cas du méristème racinaire
Si on pense que c’est la lignée cellulaire, que toute est prédestiné depuis la graine, alors qi l’on détruit le centre quiescent, le trou devrait persister. Mais il faut corréler avec la notion de lignée cellulaire, les informations de position entre les cellules, car dans la réalité, si on enlève le centre quiescent, les autres cellules vont le reformer.2.2 Cas du méristème caulinaire
On examine 3 mutants :- Wuschel (ébouriffé)
- Shoot meristemless (pas de méristème)
- Clavata 1,2 et 3 (massue)
2.3 Information de position
- A distance : si on coupe le méristème, le bourgeon axillaire, on aura apparition de tige et de feuilles. On fait la même expérience en ajoutant de l’agar et de l’auxine, il ne se passe rien, l’auxine est donc capital, on a une dominance apicale
- On a des informations de position très fine : Le Lucifer yellow qui va vers le réticulum, le réticulum passe de cellule en cellule par des jonctions cellulaires. On constate que le jaune passe de cellule à cellule entre les organes. Ce méristème a donc une 3ème zonation, qui conduit les molécules. Le réseau de transport change de cellule à cellule.
Conclusion
Une plante se construit grâce aux fonctions histogènes des méristèmes, et on peut mettre en évidence 3 niveaux de régulation des méristème :- Niveau de destin génétique
- Niveau d’interaction cellulaire (information de position…)
- Niveau hormonal Figure 14 :
- Cytokinine, synthétisée surtout dans les méristèmes racinaires
- AIA, synthétisée dans les jeunes feuilles, tissus aérien
- Gibbérelline dans toutes les cellules jeunes, donc tous les méristèmes
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Florent
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