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Parce que les plantes sont des organismes sessiles, la germination des graines est un événement crucial qui détermine leur destin. La décision de germer est strictement régulée par des facteurs internes et environnementaux, tels que les niveaux de dormance primaire des graines, la température, l’intensité lumineuse et la longueur d’onde, et la concentration d’azote 1,2,3,4,5,6. Les graines ont des structures complexes composées de plusieurs types de tissus7. Chez les graines sèches d’Arabidopsis, l’embryon, qui se développe en plantule, est entouré d’une seule couche d’endosperme et des couches les plus externes, le testa. Le testa est composé de plusieurs couches de cellules mortes, tandis que l’embryon et l’endosperme restent vivants même dans les graines sèches. L’endosperme est généralement considéré comme un tissu de stockage qui fournit des nutriments pour la croissance de l’embryon et, avec le testa, confère une résistance mécanique à la protrusion radiculaire 8,9,10,11,12,13.
Plusieurs études récentes ont démontré que l’endosperme joue un rôle essentiel dans la régulation de la germination optimale des graines 14,15,16,17. Par exemple, le photorécepteur phytochrome B (PHYB) dans les cellules de l’endosperme détecte la lumière rouge (R) ou rouge lointain (FR), régulant les réponses de germination15. L’endosperme fonctionne également comme un tissu sensible à la température, supprimant les réponses de germination à des températures élevées16. Le contrôle de la qualité de l’endosperme est essentiel pour une germination optimale des graines, en particulier dans les graines stockées à long terme17.
L’imagerie de cellules vivantes est maintenant nécessaire pour élucider davantage les fonctions physiologiques de l’endosperme. L’analyse microscopique de cellules endospermiennes intactes exprimant des protéines marquées par fluorescence permet d’étudier les mécanismes moléculaires par lesquels l’endosperme régule la germination des graines. Cependant, la préparation de cellules endospermiennes intactes pour l’observation microscopique est un défi, en particulier dans les graines d’Arabidopsis . Les graines ont un diamètre d’environ 0,4 mm, et l’endosperme est une couche unicellulaire située entre l’embryon et le testa, ce qui rend difficile une manipulation précise. Par conséquent, malgré ses rôles physiologiques importants, l’endosperme a rarement été observé à l’aide de l’imagerie de cellules vivantes.
Cet article présente un protocole pour la préparation rapide d’échantillons de couches cellulaires d’endosperme intactes adaptées à l’imagerie de cellules vivantes dans les graines en développement et matures.