Cours : De la fleur à la graine

Introduction

Les organes males et femelles peuvent être dans une même plante, mais aussi dans deux plantes séparées.

I) Les fleurs servent à la reproduction

1 Les organes males et femelles sont indépendants

1.1 Structure des fleurs

1.2 Le sexe des fleurs

• Fleur hermaphrodite : possède les deux sexes
• Fleur monoïque : un sexe sur le même pied
• Fleur dioïque : deux sexes sur deux pieds différents

On trouve des chromosomes sexuels chez les dioïques : XY chez Melandrium dioicum Figure 2 : Cartographie fonctionnelle du chromosome Y : Il y a un activateur du sexe male, et un répresseur du sexe femelle, donc le sexe femelle est le sexe par défaut. Dans la famille des bracicaceae, on peut avoir des fleurs que femelle. Les scientifiques ont trouvé des gènes dans les mitochondries qui inhibent la formation des étamines, les gènes SMC (Stérilité male cytoplasmique). Donc on peut sélectionner une variété résistante à un virus, et la coupler à une autre que la femelle de la même fleur.

2 La pollinisation est la 1ère étape de la reproduction

2.1 Les modes de pollinisation

Deux grandes catégories :

• Autogamie : Dans une même fleur, grain de pollen tombe sur les stigmates à Autofécondation
• Allogamie : Fécondation de deux individus

Comment s’assurer que la graine sera bien de deux individus différents ? à Incompatibilité mécanique :

• Décalage dans le temps de la maturation du pollen et du stigmate
• Incompatibilité pollen/stigmate à Incompatibilité génétique : l’auto-incompatibilité Les mécanismes de l’auto-incompatibilité

Figure 3 : Incompatibilité gamétophytique et sporophytique Gamétophytique

• A : la femelle a l’allèle S1, donc la germination commence, mais n’arrive pas a terme, pareil pour un pollen possédant l’allèle S2.
• B : le pollen S2 germe, car il n’est pas reconnu par le stigmate S1S3
• C : De la même façon, les pollens possédant l’allèle S1 et S2 peuvent germer

Sporophytique

• B : Le pollen S2 ne germe pas, pourtant le stigmate est S1S3. En fait, le pollen sortant de l’étamine entraîne un bout d’étamine (étamine qui est diploïde). Dans l’étamine, il y a un tissu particulier : le tapis. Ainsi, si l’étamine a comme génotype S1S3, le pollen S1 emporte avec lui des bouts du tapis S3, le pollen ne pourra pas germer par le stigmate S1S3.

3 La double fécondation

Le pollen est peu hydraté, 30% d’eau. Dès qu’il est collé au stigmate, il absorbe de l’eau. Le pollen est entouré d’une paroi très dure : la sporopollénine, dans lesquels il y a des petits trous : les apertures. Figure 4 : Le tube pollénique parcourt environ 10mm/h. A l’extrémité de ce tube, il y a plein de mitochondries. Des vésicules se déversent par exocytose. En arrière, le tube est bouché, donc tout est poussé à l’avant. Figure 5 : Le premier tube arrivé rentre dans une synergide, qui s’invagine. Les deux noyaux de pollen rentrent :

• L’un se dirige vers les deux noyaux du sac (2n)
• L’autre vers l’oosphère (n) La fécondation de l’oosphère donne un zygote diploïde, alors que la fécondation du sac donne l’albumen triploïde.

II) Les fruits et les graines proviennent de la fécondation

1 L’embryogénèse est très organisée

Chez la Capselle : Figure 6

• a) Mitose asymétrique à Polarisation
• b) Mitose anticline
• c) Succession de mitose anti et péricline à Stade globuleux
• d) Structuration à Stade cordiforme
• e) Apparition de cotylédon, méristèmes bloqués à Stade torpille Fin du développement de la graine, maintenant elle se déhydrate.

2 La graine se mature et entre en dormance

Figure 7 :

• Durant la maturation, il y a accumulation des réserves
• La courbe représente le poids de l’embryon
• Accumulation d’acide abscissique (ABA), qui agit en contraire des gibbérellines dans la graine : ABA empêche la germination, et prépare à l’entrée de dormance

Figure 8 : ABA induit le fonctionnement de certain gène et inhibe les gènes induits par la gibbérelline. Les gènes fabriquent des protéines LEA, qui vont déshydrater et induire la dormance.

3 Les fruits ont des origines diverses

Deux hormones sont indispensables dans la maturation des fruits : AIA et Ethylène

3.1 AIA

Le réceptacle floral se transforme en fruit portant les akènes, ex : fraise Figure 9 : Les akènes diffusent de l’AIA vers le réceptacle.

3.2 Ethylène

Dans les fruits climactériques (tomate, melon…) il y a un pic d’éthylène. On peut accélérer leur vieillissement en vaporisant de l’éthylène. Figure 10 : Dans ces fruits, il y a un pic de respiration :

• L’amidon s’hydrolyse
• Activité de la polygalacturonase : enzyme qui hydrolyse les composants de la lamelle moyenne, la pectine.

La tomate devient sucrée et molle, car les cellules se détachent à cause de cette enzyme. La conséquence est que le fruit devient très sensible aux moisissures. En réponse à ce vieillissement, des scientifiques ont cloné le gène qui code pour la polygalacturonase. Ils ont fabriqué la séquence inverse complémentaire (séquence anti-sens). Cette séquence va s’associer à l’ARN de la polygalacturonase. Conséquence, pas de traduction de l’enzyme, le fruit dure plus longtemps.