Comment le froid permet la floraison des plantes
Pour pouvoir fleurir, les plantes ont besoin de subir une période de froid. Les mécanismes cellulaires impliqués dans ce phénomène nommé vernalisation ont été mis en évidence.
William Rowe-Pirra
La vernalisation est le processus qui permet aux plantes de fleurir après une période de froid prolongée.
Le printemps est synomyme de renouveau et de renaissance.
Les animaux sortent de leur torpeur hivernale et les plantes
reverdissent et se mettent à fleurir. Mais pourquoi est-ce précisément à
ce moment de l’année que les fleurs réapparaissent ? On sait depuis
longtemps que le froid est responsable du déclenchement de la floraison
par un phénomène appelé vernalisation. En 2009, une équipe de
scientifiques du John Innes Centre à Norwich, en Angleterre, dirigée par Caroline Dean, avait mis en évidence le gène impliqué et le fait qu'il doit être inactivé pour permettre la floraison. Récemment, la même équipe a découvert comment ce gène est ciblé par les facteurs destinés à l’inhiber.
Lors de la vernalisation, les plantes « sentent » une période prolongée de basse température et « traitent » cette information pour programmer leur période de floraison. En temps normal, le gène Flowering Locus C (FLC) empêche la floraison. Une exposition prolongée au froid induit l’accumulation d’une protéine appelée Vin3 (Vernalisation Insensitive 3) au sein des cellules de la plante. Or, Vin3 inactive le gène LFC. Par conséquent, le froid entraine la floraison. Ce mécanisme est nécessaire pour que la plante fleurisse quand les conditions sont idéales pour produire des graines : des journées longues avec un ensoleillement important, au printemps ou en été.
Caroline Dean et son équipe ont étudié plus précisément comment la protéine Vin3 inactive le gène FLC. Ils ont remarqué dans une population d’arabettes des dames (Arabidopsis thaliana) mutantes, que l’une d’entre elles ne réagissait pas normalement aux basses températures. En s’intéressant à son génome, les chercheurs ont décelé une mutation du gène FLC portant sur une seule paire de bases, suffisante pour empêcher le processus de vernalisation. Des expériences ont alors montré qu’une protéine, VAL1, reconnaît la séquence du gène FLC. Dans le noyau des cellules, l’ADN est compacté autour de protéines appelées histones. VAL1 recrute des éléments qui modifient la structure de ces histones : la conformation de l’ADN est alors modifiée, ce qui permet alors aux protéines Vin3 d’inactiver le gène qui empêche la floraison. Or, chez la plante mutée, VAL1 est incapable de reconnaître la séquence d'ADN et donc de préparer l'inactivation du gène par Vin3.
La meilleure compréhension du mécanisme de vernalisation pourrait aider à mieux maîtriser les cultures et à optimiser les rendements des récoltes
Lors de la vernalisation, les plantes « sentent » une période prolongée de basse température et « traitent » cette information pour programmer leur période de floraison. En temps normal, le gène Flowering Locus C (FLC) empêche la floraison. Une exposition prolongée au froid induit l’accumulation d’une protéine appelée Vin3 (Vernalisation Insensitive 3) au sein des cellules de la plante. Or, Vin3 inactive le gène LFC. Par conséquent, le froid entraine la floraison. Ce mécanisme est nécessaire pour que la plante fleurisse quand les conditions sont idéales pour produire des graines : des journées longues avec un ensoleillement important, au printemps ou en été.
Caroline Dean et son équipe ont étudié plus précisément comment la protéine Vin3 inactive le gène FLC. Ils ont remarqué dans une population d’arabettes des dames (Arabidopsis thaliana) mutantes, que l’une d’entre elles ne réagissait pas normalement aux basses températures. En s’intéressant à son génome, les chercheurs ont décelé une mutation du gène FLC portant sur une seule paire de bases, suffisante pour empêcher le processus de vernalisation. Des expériences ont alors montré qu’une protéine, VAL1, reconnaît la séquence du gène FLC. Dans le noyau des cellules, l’ADN est compacté autour de protéines appelées histones. VAL1 recrute des éléments qui modifient la structure de ces histones : la conformation de l’ADN est alors modifiée, ce qui permet alors aux protéines Vin3 d’inactiver le gène qui empêche la floraison. Or, chez la plante mutée, VAL1 est incapable de reconnaître la séquence d'ADN et donc de préparer l'inactivation du gène par Vin3.
La meilleure compréhension du mécanisme de vernalisation pourrait aider à mieux maîtriser les cultures et à optimiser les rendements des récoltes
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