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# Biologie # Biologie végétale

L'histoire de la croissance des vignes

Découvre les étapes de la croissance de la vigne et leur importance.

Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky

― 8 min lire


Vignes à raisin : Vignes à raisin : Croissance dévoilée poussent et s'épanouissent. Apprends comment les vignes de raisin
Table des matières

Les plantes grandissent à travers différentes phases de leur vie, un peu comme nous quand on passe de bébé à adulte. Le parcours que l'on suit implique quelques étapes clés, et comprendre ces phases peut nous aider à mieux apprécier les plantes et comment elles se développent. Ce guide va te faire découvrir les phases de croissance des plantes, le rôle des gènes et des facteurs environnementaux, et comment tout cela est lié à la culture des fruits et légumes.

Le Cycle de Vie des Plantes à Fleurs

Comme dans une bonne histoire de super-héros, les plantes ont des personnages et des défis. Nos héros, ce sont les plantes à fleurs, qui commencent comme une petite graine. Après avoir germé, ces plantes passent par une période qu'on appelle la croissance juvénile. Pendant ce temps, elles s'occupent de devenir fortes et de se préparer pour la prochaine étape de leur vie, qui est la phase adulte où elles peuvent enfin produire des fleurs.

Au fur et à mesure que ces plantes juvéniles grandissent, elles changent. Pense à comment les enfants grandissent et changent d'apparence. De la même manière, les feuilles de ces plantes changent de taille et de forme, et même leur façon de se ramifier peut évoluer. Cette transformation est cruciale car elle aide la plante à se préparer à fleurir quand elle est complètement développée.

Signaux Environnementaux et Maturité des Plantes

Les plantes ne sont pas juste des personnages passifs dans cette histoire ; elles réagissent à leur environnement. Des facteurs comme la quantité de lumière qu'elles reçoivent (Photopériode) et même la température (vérnalisation) peuvent les signaler pour commencer à faire des fleurs. C'est un peu comme quand un enfant sent qu'il est prêt à relever plus de défis ; les plantes sentent aussi quand elles sont prêtes à passer à la prochaine grande aventure.

Cependant, toutes les plantes n’ont pas la même histoire. Certaines plantes grandissent rapidement et passent ces étapes à toute vitesse, tandis que d'autres, surtout les plantes ligneuses comme les arbres, prennent leur temps. Ça soulève un point intéressant : les règles sur quand ces changements se produisent peuvent varier en fonction du type de plante.

L'Importance du Timing chez les Arbres Fruitiers

Pour les arbres fruitiers, ce timing est super important. Un arbre qui met trop de temps à grandir n'est pas idéal pour les agriculteurs qui veulent des fruits tout de suite ! Si un arbre reste longtemps dans sa phase juvénile, ça complique les choses pour la reproduction et la production de fruits. C'est pourquoi les scientifiques sont intéressés à comprendre ce qui fait que les plantes fonctionnent, surtout les arbres fruitiers, car ça les aide à mieux cultiver.

La Génétique de la Croissance

Les plantes ont un code génétique, un peu comme leur mode d'emploi, qui les guide à travers ces étapes de croissance. Certains gènes, appelés microARN, jouent des rôles clés dans ce processus. Par exemple, deux microARN particuliers, miR156 et miR172, sont comme des grands frères veillant sur leur petit frère pendant ses années de croissance.

Quand une plante arrive à maturité, la présence de miR156 diminue, tandis que miR172 commence à briller. miR156 garde les choses sous contrôle pendant la phase juvénile, tandis que miR172 aide à pousser la plante vers la floraison. Ce changement dans leur niveau est crucial pour aider la plante à savoir qu'il est temps de grandir et de commencer à fleurir.

Le Mystère de la Transition Juvénile-Adulte

Bien que les scientifiques aient cartographié les changements génétiques qui accompagnent la maturation, certains détails restent flous. Par exemple, bien qu'on sache que le sucre peut aider à favoriser cette transition, comment ça se passe exactement reste un mystère. Le sucre n'est pas juste pour les douceurs ; il joue un rôle dans le signalement à la plante quand il est temps de mûrir.

Une autre hormone, appelée gibbérelline, influence aussi la croissance des plantes et est connue pour encourager la floraison chez certaines espèces. Différentes plantes réagissent différemment aux Gibbérellines, ce qui complique encore les choses. Donc, c'est un vrai enchevêtrement de signaux et de réponses que les plantes doivent jongler en avançant dans leur vie.

Étudier les Vignes

Les vignes, ou Vitis vinifera, offrent un cas d'étude intéressant. Elles se développent différemment de nombreuses autres plantes. La transition de juvénile à adulte se produit après que la plante ait formé un certain nombre de nœuds. Ce changement s’accompagne de variations visibles dans l'agencement des feuilles et même les types de structures qui se développent. Les jeunes plants de vigne peuvent grandir des vrilles — des structures qui les aident à grimper — avant de commencer à produire des fleurs.

Quand les vignes poussent durant leur première année, elles se concentrent beaucoup sur le renforcement et le développement de ces vrilles. Ce n'est qu'ensuite qu'elles commencent à produire des fleurs, un système qui leur permet de s'adapter à leur environnement et de maximiser leurs chances de survie et de reproduction.

L'Expérience

Pour en savoir plus sur la façon dont les vignes passent de juvéniles à adultes, les scientifiques ont réalisé une expérience en utilisant une lignée de vigne spécifique qui a une composition génétique cohérente. C'est important car pousser à partir de graines mène généralement à des variations dans la descendance.

L'équipe a cultivé des plants de vigne à partir de graines, en s'assurant qu'ils avaient des arrière-plans génétiques presque identiques, ce qui aide à comprendre comment les plantes passent par leurs différentes phases. Ils ont étudié les plants à deux moments différents : quand ils étaient juvéniles et après être entrés dans la phase adulte. Cela a impliqué de prélever des échantillons des plantes et d'analyser leur matériel génétique pour voir quels gènes étaient actifs à chaque étape.

Résultats : Les Découvertes

Après avoir mené leurs expériences, les scientifiques ont identifié des milliers de gènes qui s'exprimaient différemment entre les vignes juvéniles et adultes. Les données ont montré que plusieurs gènes clés impliqués dans la régulation de la transition de juvénile à adulte étaient effectivement actifs chez les vignes. Les modèles attendus de miR156 diminuant et miR172 augmentant ont été observés, bien que pas de la même manière que chez d'autres plantes.

Différences par rapport aux Autres Plantes

Malgré certaines similitudes avec d'autres plantes, les vignes ont montré des traits uniques. Par exemple, les voies de signalisation attendues pour la floraison ne fonctionnaient pas de la même manière que chez des plantes modèle comme Arabidopsis. Chez les vignes, même si la plante mûrit et que certains gènes s'activent, d'autres restent inactifs — les processus n'étaient pas aussi simples que chez les plantes annuelles.

Cela pourrait suggérer que les vignes se préparent encore pour leur avenir en tant que plantes à fleurs, même si elles ne fleurissent pas pour l'instant. L'étude a laissé penser qu'elles pourraient avoir des manières différentes de gérer la croissance et la floraison dans leur cycle de vie à long terme.

Implications pour l'Agriculture et la Sélection

Ces découvertes ont des implications concrètes. Comprendre comment les vignes passent à l'âge adulte peut aider les agriculteurs à mieux savoir comment cultiver des raisins efficacement et à bien chronométrer leurs récoltes. Ça peut aussi aider dans les programmes de sélection visant à développer de nouvelles variétés qui peuvent prospérer dans différents climats et conditions.

Les agriculteurs veulent des raisins qui fleurissent au bon moment pour tirer le meilleur parti de chaque saison de croissance. En comprenant les intrigues génétiques complexes derrière la croissance des vignes, ils peuvent améliorer leurs pratiques de sélection, ce qui mène à de meilleurs fruits à l'avenir.

Conclusion

Le parcours d'une vigne de la graine à la maturité est rempli de rebondissements. Bien qu'elle suive un schéma familier de croissance juvénile suivi de la phase adulte, elle le fait avec son propre style unique. Les signaux qu'elle reçoit de son environnement et les gènes qui orchestrent sa croissance font partie d'une grande performance que les plantes présentent chaque année.

En étudiant les mystères de la croissance des plantes, les scientifiques peuvent aider à débloquer de meilleures pratiques pour cultiver des fruits et légumes, ce qui est bénéfique pour tout le monde. Donc, la prochaine fois que tu dégustes une grappe de raisins, souviens-toi de l'épopée de son parcours depuis une petite graine jusqu'à une vigne fructueuse !

Source originale

Titre: Transcriptomic regulation of juvenile-to-adult vegetative phase transition in grapevine

Résumé: Plants go through two distinct stages in their vegetative phase, with the juvenile stage being characterized by a lack of maturity to respond to flowering induction stimuli and the adult stage marked by the presence of this capacity. Phase transition has been extensively analysed in herbaceous species such as Arabidopsis and maize, where the sequential activity of miR156 and miR172 in the control of the juvenile to adult phase transition has been determined. Contrarily, little is known about most woody perennial crops, where phase transition appears to be dissociated, with a first transition from juvenile to adult vegetative state in the first year and a subsequent induction to flower in later years under flowering-inductive environmental conditions. This significantly extended vegetative phase makes fruit production depend on the grafting of adult vegetative materials. A particular aspect of grapevine vegetative phase transition is that it is marked by the differentiation of tendrils, a modified sterile reproductive organ adapted to climbing, which is continuously generated with different patterns in different Vitis species. When the grapevine plant reaches flowering inductive condition in later years, it produces inflorescences in place of some tendrils. As a first step to understand the regulation of phase change in grapevine, we have performed a detailed gene expression analysis of the juvenile-to-adult phase transition during the development of grapevine plantlets grown from seeds. The RNA-seq analysis demonstrated that miR156 was significantly repressed in the grapevines adult phase, where the appearance of tendrils acts as a marker of the transition. Consistent with the results reported in other species, we observed the activation of several SPL genes, known to be targets of miR156, providing evidence for the conservation of the miR156-SPLs regulatory module in grapevine. However, no variation was detected in the expression of miR172 and TPS genes were found downregulated, two key determinants in the transition to flowering in other species. This could be explained considering that grapevines do not flower during the first years of growth. Interestingly, we were able to observe the overexpression of several genes known to be involved in the establishment of flower meristem identity, which in the case of grape had also been detected along tendril development, consistent with the proposed common ontogenetic origin of tendrils and inflorescences in the Vitaceae family.

Auteurs: Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky

Dernière mise à jour: 2024-12-30 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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