34.10: Morphogenèse

La morphogenèse végétale — le développement de la forme et de la structure d’une plante — implique plusieurs processus de développement qui se chevauchent, y compris la croissance et la différenciation cellulaire. Les cellules précurseurs se différencient en types de cellules spécifiques, qui sont organisés en tissus et systèmes d’organes qui composent la plante fonctionnelle.

La croissance des plantes et la différenciation cellulaire sont soumises à un contrôle hormonal complexe. Les hormones végétales régulent l’expression des gènes, souvent en réponse à des stimuli environnementaux. Par exemple, de nombreuses plantes forment des fleurs. Contrairement aux tiges et aux racines, les fleurs ne poussent pas tout au long de la vie d’une plante. La floraison implique un changement dans l’identité des méristèmes — régions de la plante contenant des cellules qui se divisent activement et qui forment de nouveaux tissus.

En plus des signaux internes, les signaux environnementaux, tels que la température et la durée du jour, déclenchent l’expression des gènes d’identité du méristème. Les gènes d’identité du méristème permettent la conversion du méristème apical de pousse en méristème d’inflorescence, permettant au méristème de produire des structures florales plutôt que végétatives.

Le méristème d’inflorescence produit le méristème floral. Les cellules du méristème floral se différencient en l’un des organes floraux — sépales, pétales, étamines ou carpelles — selon leur position radiale, ce qui dicte l’expression des gènes d’identité des organes.

L’hypothèse ABC postule que les quatre organes floraux se forment sous la direction de trois classes de gènes d’identité d’organe : A, B et C. Si seulement les gènes A sont exprimés, les sépales se forment. Si seulement les gènes C sont exprimés, les carpelles sont produits. La co-expression des gènes B et C donne naissance à des étamines, tandis que celle des gènes A et B produit des pétales.

En résumé, la floraison, et d’autres aspects de la morphogenèse végétale, sont subordonnés à de multiples processus de développement qui se chevauchent.

La morphogenèse des plantes est le développement de la forme d'une planteet la structure. De nombreux processus se chevauchent et des facteurs environnementauxcontribuent à la morphogenèse des plantes. Parmi ces processus, on trouve la croissance, la différenciation cellulaire,et la communication de cellule à cellule.

La croissance comprend la division et l'élongation des cellules. Pendant la division cellulaire, la symétrie, le taux,et le plan ou l'orientation de la division ont une grande influencele sort d'une cellule. Par exemple, les cellules de garde, qui contrôlent les échanges gazeux dans les plantes,forment typiquement à travers une division asymétriqueet par un changement dans le plan de division cellulaire.

Cependant, la plupart de croissance des plantes sont causéespar l'élongation, qui est l'élargissement permanentde cellules différenciées. Les cellules végétales se développent principalement en absorbant de l'eau. La plupart de l'eau est stockée dans une grande vacuole centrale.

La division et l'élargissement des cellules déterminent la capacité d'une plantela forme et la direction de la croissance. Toutefois, ces processus varient selon les différents typesde cellules végétales. La spécification des cellules végétales immatures en cellules distinctesest appelée "différenciation cellulaire".

C'est également une composante essentielle de la morphogenèse des plantes. La différenciation des cellules est guidée par les changements d'expression des gènes,qui inactivent ou activent les gènes codant pour les protéines. Communication de cellule à cellule vraisemblablementrégule l'expression des gènes quiinfluencer la différenciation des cellules.

Par exemple, l'épiderme de la racine d'Arabidopsis thalianaproduit des cellules ciliées et des cellules épidermiques sans poils. Cellules épidermiques immatures en contact avec une cellule corticalese différencient en cellules sans poils,tandis que ceux qui sont en contact avec deux cellules corticalesse développent en cellules ciliées de la racine. Ce schéma est associé à une expression génique différente.

Des facteurs environnementaux, tels que la lumière, la température,et la disponibilité de l'eau et des nutriments,influencent également beaucoup la morphologie des plantes.