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Agapanthus 'Blue Heaven' (La plante du mois)

Les architectes de la fleur : variations sur un thème imposé

Linaria vulgarisDans son essai sur les métamorphoses, le poète allemand Goethe défendit l’idée selon laquelle les pièces florales sont des feuilles transformées. Deux siècles plus tard, les apports de la génétique moléculaire confirment que le poète était visionnaire. L’étude de mutants floraux a permis d’élucider le fonctionnement d’un réseau de gènes architectes, dont l’action combinée orchestre les destinées cellulaires lors de la construction de la fleur. Les données exponentielles de séquençage des génomes ont permis de démontrer que, malgré l’extraordinaire foisonnement des formes florales, ce mécanisme est conservé chez la majorité des angiospermes. Au sein de cette diversité, la zygomorphie (ou symétrie bilatérale) est considérée comme une innovation clé dont les bases moléculaires commencent également à être décryptées. Maintenant que des acteurs majeurs de la construction des fleurs ont été découverts, un des défis actuels est d’essayer d’intégrer et de modéliser leur fonctionnement pour comprendre l’évolution et les variations de l’architecture des fleurs.

Le monde des fleurs se distingue par son extraordinaire variété d’architectures, de formes, de couleurs ou encore de parfums. Mais, malgré cette apparente diversité, la structure et l’organisation des fleurs sont très bien conservées au sein des angiospermes.

Chaque fleur est constituée, de l’intérieur vers l’extérieur, des organes reproducteurs femelles puis mâles suivis du périanthe, formé d’organes stériles. La majorité des plantes à fleurs présente un périanthe bipartite comprenant deux types d’organes : les pétales puis les sépales. Chaque type d’organe, inséré au même niveau sur un axe, s’organise en une couronne nommée verticille. Au cours de l’organogenèse florale, le méristème floral met en place, de façon séquentielle, les primordiums des sépales (S), des pétales (P), des étamines (E) et ensuite des carpelles (C). La propriété histogène de l’apex caulinaire cesse après la mise en place des primordiums de carpelles.

Le déterminisme génétique de la structure de la fleur a pu être élucidé grâce aux travaux d’E. Cohen et E.Meyerowitz qui, dans les années 1990, se sont intéressés à des mutants dont les fleurs présentent des défauts d’identité, comme des étamines remplacées par des pétales et des carpelles par des sépales. Ces modifications, où un type d’organe est remplacé par un autre, sont appelées conversions homéotiques, telles que celles affectant l’identité des membres de la drosophile. L’interprétation du phénotype de toute une série de ces mutants, chez les plantes modèles Arabidopsis thaliana (l’arabette des dames) et Antirrhinum majus (le muflier), a permis d’identifier et de comprendre le mode d’action d’acteurs moléculaires responsables de l’identité des organes floraux (Cohen & Meyerowitz ;1991).

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Marianne Delarue
maître assistante, Université Paris Sud, IBP
Conférence dans le cadre du Colloque scientifique de Rennes 2013

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