Cours : De la plante à la fleur

Introduction

Figure 1 : La plante perçoit un stimulus extérieur, c'est l'induction florale, puis il y a évocation florale au niveau du méristème. Juste après, il y a réarrangement du méristème :

Initiation florale

Floraison

Développement des pièces florales

I) L'induction florale dépend de facteurs exogènes et endogènes

1 La vernalisation permet souvent l'acquisition de la compétence à l'induction florale

1.1 Le stade de développement

Quand on a une plante juvénile, il n'y a pas de floraison tant que la plante n'est pas mature.

Chez un mutant d'Arabidopsis, on a une néoténie, il germe et fait des fleurs.

La maturation sexuelle des végétaux est aussi contrôlée par des gènes.

1.2 La nutrition

Extrêmement important pour fleurir

rapport C/N très supérieur à 20 => carences en azote : la plante pousse mal.

C/N > 20, floraison puis fructification

C/N < 20, fort développement végétatif

1.3 La vernalisation

Très important chez beaucoup d'espèce : c'est le contrôle de l'acquisition de la compétence à l'induction florale par un abaissement temporaire de la température.

Chez les plantes biannuelles, comme la carotte, elles passent l'hiver sous forme de feuille et fleurit à la saison suivante

Plante à besoin préférant, comme les céréales, le seigle d'hiver peut fleurir à 7 feuilles s'il a été vernalisé, sinon 20feuilles sans vernalisation. Figure 2

Chez certaine plante biannuelle et vernalisation absolue, on peut remplacer la vernalisation par quelques goute de gibbérelline sur le méristème. C'est le phénomène de montaison.

2 L'induction florale est souvent provoquée par la photopériode

2.1 Les plantes de jours courts et plantes de jours longs

Jours longs, la longueur du jour est supérieure à une photopériode critique

Jours courts, la longueur du jour est inférieure à une photopériode critique. Ex le tabac, PC= 13h. En dessous de 13h il fleurit, au dessus non.

De la même façon, on a les plantes à jours long stricte, et à jours long préférant.

Il y a certaine plante qui ne dépend pas de la photopériode.

2.2 Le rôle des phytochromes et du cytochrome

Le contrôle de la floraison

Cytochrome joue le rôle d'une horloge biologique

Phytochrome a le rôle déclencheur (lumière rouge)

Figure 3 : On met du P au milieu de la nuit, on a inversion du phénomène. Lorsque l'on met 2 flash, on a un retour à la normal

II) La morphogénèse florale est régulée génétiquement

1 La fleur est fabriquée par le méristème caulinaire

1.1 L'évocation florale

Quand la plante reçoit le signal extérieure, un ensemble de molécule, les florigènes, vont monter dans la plante jusqu'aux méristèmes et déclenche la floraison.

1.2 La perte de zonation

Figure 4 et 5 : Le méristème fait 2 pics de mitose et se prépare à la mise en place des pièces florales

2 La mise en place des pièces florales correspondant au modèle ABC

2.1 Description du modèle ABC

Il y a plus de 20 000 mutants : 3 types de mutant donc 3 gènes :

Figure 6 : A et C s'inhibent mutuellement.

Quand A muté, on a un mutant C E E C à Existe, A est donc nécessaire pour obtenir des sépales et des pétales

Quand B muté, on a un mutant S S C C à Existe, B est donc nécessaire pour obtenir des pétales et des étamines

Quand C muté, on a un mutant S P P S à Existe, C est donc nécessaire pour obtenir des carpelles et des étamines

Puis on a créé des doubles mutants, qui ont que des pétales ou que des carpelles.

Puis des triples mutants, on obtient alors que des feuilles.

Ce sont donc des mutations homéotiques, des organes remplacés par d'autres organes.

Chez les végétaux seulement, les gènes à homéodomaines règlent juste les mitoses des méristèmes.

2.2 Domaine MADS

Ces gènes codent des protéines MADS. Les scientifiques ont réalisé une cartographie fonctionnelle de cette protéine :

= Protéine liée à l'ADN, et qui régule l'expression des gènes.

I : permet de se lier à des facteurs de transcription

K : Coiled Coil, dimère organisé en hélice

Petit carré : Module d'accrochage de l'ADN

Grand rectangle : Régule la fonction d'un gène

Cette protéine est un facteur de transcription dimérique, mais peut s'accrocher à d'autres protéines.

Les gènes A, B et C sont des gènes maitres : catégorie de gènes régulateurs (dont les produits contrôlent la transcription d'autres gènes).

Conclusion

Le modèle ABC est très important.