lundi 9 novembre 2015

Arabidopsis peut éviter l'autofécondation grâce à des gènes du coquelicot

Plutôt pour Agreg
Thèmes : reproduction des Angiospermes, pollinisation, diversité génétique


Tube pollinique en croissance chez Arabidopsis thaliana, coloré par du bleu aniline (colore la callose). Source : http://www.genetics.org/content/193/3.cover-expansion

 Beaucoup de fleurs sont hermaphrodites et divers systèmes ont évolué pour éviter l'auto-fécondation qui, à terme, peut nuire à la diversité génétique d'une population. Ces systèmes sont dit d'auto-incompatibilité. Celui de la famille du coquelicot, Papaver rhoeas, est contrôlé par un locus S et dépend d'un déterminant exprimé dans le pistil (PrsS, S comme stigma) et d'un déterminant exprimé par le grain de pollen (PrsP). L'interaction de PrsS et de PrsP aboutit en cas de trop grande proximité génétique au déclenchement de l'apoptose (ou mort cellulaire programmée) du grain de pollen ce qui empêche la fécondation.

Arabidopsis thaliana, la "drosophile des végétaux", est un modèle de génétique du développement et de physiologie très étudié. Or cette plante n'a pas de système d'auto-incompatibilité (qu'elle a perdu récemment à l'échelle de l'évolution, il y a 0,5 million d'années et c'était un système basé sur des gènes différents : SCR et SRK). Cela lui confère un avantage d'ailleurs comme modèle en génétique car, par des auto-fécondations, on peut facilement maintenir des lignées pures.

Des chercheurs anglais, dans un article publié dans le dernier Science, montrent que l'on peut transférer le système d'auto-incompatibilité du coquelicot vers Arabidopsis. Des plants transgéniques exprimant PrsS et PrsP ont ainsi été générés et les pistils d'Arabidopsis ont rejeté les grains de pollen exprimant le même allèle qu'eux et accepté les autres. Des molécules du coquelicot sont donc capables d'induire une apoptose chez Arabidopsis, de manière contrôlée. Le résultat est d'autant plus remarquable que Arabidopsis et le coquelicot appartiennent à deux familles (Brassicacées et Papavéracées) très éloignées parmi les Angiospermes, dont le dernier ancêtre commun remonte à 140 millions d'années. L'idée est que les mécanismes d'auto-incompatibilité utilisent en aval des mécanismes d'induction de l'apoptose qui sont présents chez toutes les Dicotylédones, voire tous les Angiospermes, ce qui pourrait permettre de transférer des mécanismes d'auto-incompatibilité chez des plantes cultivées monocotylédones qui sont autogames (comme le blé ou le riz).




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