La plupart des végétaux maintiennent un angle de 137° entre bourgeons successifs au cours de la
croissance de la tige. D’autres maintiennent un angle de 180°. De tels arrangements réguliers sont à la base de l’architecture des plantes.
Le rôle primordial des hormones dans ce phénomène régulier. Une équipe de l’Inra,
du CNRS, de l’ENS de Lyon, de l’Université Claude Bernard Lyon 1, en collaboration avec des
chercheurs du Max Planck Institute, s’est interrogée sur le rôle de la croissance
des tiges dans cette phyllotaxie.
Normalement, les cellules végétales grandissent dans une direction préférentielle grâce à un dépôt orienté de cellulose, sous le contrôle du cytosquelette microtubulaire. En supprimant l’expression d’une protéine liant microtubules et cellulose, les chercheurs ont observé que les fibres de cellulose s’inclinent dans les cellules et que les tiges vrillent. Cette torsion modifie alors la position des fleurs le long de la tige et conduit à des phyllotaxies inédites mais toujours régulières.
L’étude suggère une tendance spontanée des tiges à vriller et démontre que si la régularité de la phyllotaxie peut être régulée par la croissance.
Ces recherches s’inscrivent dans un changement de paradigme en biologie du développement qui met l’accent sur les approches « multi-échelles ». En décortiquant chaque étape du niveau microscopique jusqu’à l’organisme entier, il est possible de comprendre comment un défaut moléculaire conduit à de nouvelles formes.
Ces travaux sont essentiels à la prédiction de l’architecture des plantes sur la base de leur contenu génétique. Ces résultats ouvrent des perspectives dans le domaine des biomatériaux et de la biomécanique des plantes sachant que produire des tiges vrillées modifie grandement les propriétés mécaniques du bois.
Référence :
Benoît Landrein, Rahul Lathe, Martin Bringmann, Cyril Vouillot, Alexander Ivakov, Arezki Boudaoud, Staffan Persson, and Olivier Hamant (2013) Impaired Cellulose Synthase Guidance Leads to Stem Torsion and Twists Phyllotactic Patterns in Arabidopsis. Current Biology, 25 avril 2013, DOI 10.1016/j.cub.2013.04.013.
