Les pétales de fleurs qui se brisent dans la neige, signe précoce de l’arrivée du printemps, cachent derrière sa façade florale un processus génétique très complexe.
Les fleurs savent quand fleurir grâce à un gène nommé Apetala1. Un gène maître solitaire, Apetala1 déclenche le développement reproductif d’une plante, lui indiquant quand il est temps de commencer à fleurir. Oui, un seul gène suffit pour qu’une plante commence à produire des fleurs.
Une plante qui fleurit avec des fleurs a un Apetala1 actif, tandis qu’une plante portant des gènes Apetala1 inactifs a très peu de fleurs, voire aucune, avec des pousses feuillues poussant à la place des fleurs.
Apetala1 génère les protéines qui, à leur tour, activent plus de 1 000 gènes impliqués dans le processus de floraison, ont récemment découvert des chercheurs du laboratoire de génétique du développement des plantes du Trinity College de Dublin (TCD).
Alors qu’Apetala1 a été identifié comme le gène maître responsable de la floraison il y a des décennies, c’est la première fois que les scientifiques sont en mesure de décrire comment Apetala1 régule et communique avec les autres gènes « en croissance ».
« Nos résultats fournissent de nouvelles informations détaillées sur les processus génétiques sous-jacents au début du développement des fleurs », a déclaré le Dr Frank Wellmer de l’Institut de génétique Smurfit, l’un des auteurs principaux de l’étude.
« Nous savons maintenant quels gènes doivent être activés et désactivés pour que les fleurs puissent se former. C’est un pas en avant passionnant pour notre compréhension de la façon dont les plantes à fleurs entrent dans la phase de reproduction « , a déclaré Wellmer.
Lorsque le gène Apetala1 s’allume, il commande d’abord à d’autres gènes d’envoyer un signal « stop » aux méristèmes de la plante, stoppant ainsi efficacement la production de feuilles. Situés dans les zones d’une plante où la croissance a lieu, les méristèmes sont alors alertés pour commencer à faire des fleurs.
Les plantes fleurissent à différents moments en raison de plusieurs facteurs, dont le temps, la température et la quantité de lumière solaire que la plante reçoit, qui influencent tous son développement reproductif. Les informations sur ces conditions sont transmises à Apetala1, qui s’active lorsqu’il sent que le moment est venu de commencer la floraison. Les changements climatiques mondiaux ont un impact dramatique sur les périodes de floraison, la Grande-Bretagne connaissant actuellement la date de floraison la plus précoce des 250 dernières années, selon les données recueillies par Nature’s Calendar, une enquête nationale coordonnée par le Woodland Trust en partenariat avec le Centre d’écologie & Hydrologie (CEH). En utilisant un index de données soumises par des citoyens britanniques, les chercheurs du CEH ont pu comparer les dates de floraison de plus de 405 espèces de plantes à fleurs et analyser comment les changements climatiques influencent le cycle de vie d’une plante, une étude connue sous le nom de phénologie. Les scientifiques ont noté que les espèces à floraison printanière sont plus affectées par les changements de température que les espèces qui fleurissent plus tard dans l’année. Comprendre le rôle d’Apetala1 dans la croissance des plantes est un pas de plus vers l’ingénierie génétique des cultures pour produire des fleurs ou des fruits, comme le souhaitent les sélectionneurs et les agriculteurs. La capacité de contrôler la reproduction des plantes peut également être utilisée pour réduire le temps nécessaire à la maturation des cultures. « Une connaissance détaillée de la formation des fleurs permettra aux éleveurs de manipuler spécifiquement le programme de développement sous-jacent, puis de sélectionner des plantes qui donnent des rendements plus élevés ou qui permettent une culture plus efficace », a déclaré Wellmer à Life’s Little Mysteries.
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