L’organogenèse, un aspect important de la floraison, aide à révéler les processus clés du développement des plantes tels que la formation des organes floraux, l’atteinte de la capacité de reproduction et l’abscission conduisant au développement des graines et des fruits.
Bien que l’abscission, un processus physiologique impliquant l’excrétion d’organes végétaux du corps principal de la plante, puisse sembler opposée à la définition conventionnelle du développement, elle a un impact significatif sur le succès reproducteur des plantes et la dispersion des graines chez les angiospermes.
De plus, l’abscission des pétales dépend de la nouvelle synthèse d’ARN et de protéines, ainsi que de l’effondrement de la paroi cellulaire et de la réduction cytoplasmique et vacuolaire, ce qui suggère qu’au lieu d’être un simple événement catastrophique, il s’agit d’un processus cellulaire activement contrôlé.
Notamment, les cellules de la base des pétales de diverses plantes, comme la gloire du matin japonaise, présentent des changements distinctifs dans le nombre de vésicules et les composants cytoplasmiques, faisant allusion au rôle d’un processus appelé « autophagie » (un processus de dégradation intracellulaire qui permet aux cellules de recycler les composants intracellulaires endommagés). ) en abscission pétale. Cependant, la manière dont ces changements cellulaires sont régulés spatio-temporellement et conduisent à l’autophagie reste un défi persistant.
Pour résoudre ce problème, une équipe de chercheurs dirigée par Nobutoshi Yamaguchi et Toshiro Ito de l’Institut des sciences et technologies de Nara au Japon a utilisé Arabidopsis thaliana Col-0 et des mutants/lignées transgéniques. L’étudepublié dans la revue Communications naturellesdépasse les limites conventionnelles et explore l’autophagie en utilisant la technologie avancée de tests de ligature de proximité (PLA).
Les chercheurs ont utilisé diverses méthodologies et analyses expérimentales pour étudier les mécanismes complexes régissant l’abscission des pétales, quantifier les moments d’abscission des pétales et examiner la position des fleurs lorsque les pétales se détachent.
« Notre travail décrit un changement d’état de la chromatine médié par les phytohormones qui contrôle l’activation spatio-temporelle spécifique de l’autophagie, conduisant à la différenciation des cellules terminales pour l’abscission des pétales », explique Yamaguchi.
Les chercheurs ont découvert qu’AGAMOUS, le gène responsable de la spécification de l’identité des étamines et des carpelles, et l’acide jasmonique (JA), favorisent l’abscission des pétales à la base des pétales grâce à la différenciation cellulaire. Ils ont également identifié un commutateur d’état de la chromatine régulé par JA à la base des pétales qui dirigeait la détermination locale du destin des cellules via l’autophagie.
Ils ont découvert que pendant l’entretien des pétales, les co-répresseurs de la signalisation JA s’assemblent à la base des pétales pour inhiber l’activité MYC, ce qui entraîne une baisse des niveaux de ROS. Mais lorsque JA s’accumule à la base des pétales, elle déclenche le remodelage de la chromatine, permettant aux facteurs MYC de favoriser l’accessibilité de la chromatine pour leurs cibles en aval.
Parmi ces cibles, ANAC102 s’accumule spécifiquement avant l’abscission pour augmenter les niveaux de ROS et induire l’ATG, déclenchant ainsi l’autophagie. L’autophagie induite à la base des pétales régule la maturation, la délivrance vacuolaire et la dégradation des autophagosomes pour la différenciation des cellules terminales.
En conclusion, l’étude apporte une compréhension cruciale du mécanisme de sénescence des pétales, mettant en évidence le rôle régulateur de la voie JA dans l’orchestration de la maturation et de la dégradation des autophagosomes.
Les connaissances de cette étude vont au-delà du sujet de l’abscission des pétales et se concentrent sur le développement, le vieillissement et les réponses aux signaux environnementaux. Yamaguchi explique : « Les informations tirées de notre étude pourraient ouvrir la voie à une prévisibilité et à une manipulation améliorées du moment de l’abscission des pétales dans les plantes ornementales. Cette flexibilité et cette réversibilité dans le contrôle de la chute des pétales sont prometteuses pour les progrès de l’horticulture et de l’agriculture.
Plus d’information:
Yuki Furuta et al, L’abscission des pétales est favorisée par l’autophagie induite par l’acide jasmonique aux bases des pétales d’Arabidopsis, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-45371-3