Ontogénie des tissus vasculaires chez les graminées – BRAVO

La formation des tissus vasculaires et la différenciation des cellules qui les composent restent très mal connues chez les graminées. En effet, à l’inverse des plantes dicotylédones, les graminées ne produisent pas de développement secondaire (absence de cambium actif) et donc les tissus vasculaires sont entièrement sous contrôle des méristèmes primaires. Ce mécanisme de développement, la faible croissance en épaisseur, la nature des tiges souvent fistuleuse expliquent peut-être en partie, le manque d’intérêt pour les mécanismes moléculaires contrôlant la formation des tissus vasculaires chez les graminées. Cependant, ces plantes couvrent 20% des surfaces terrestres et sont très largement utilisées pour l’alimentation humaine, animale et l’industrie. La biomasse des graminées est de plus en plus sollicitée pour de nouvelles applications comme les bioplastiques, la construction, les nanomatériaux, les biocarburants et fait l’objet de projets de recherche prioritaire (investissements d’avenir, i.e Biomass For the Future). En outre, les grandes cultures de graminées sont confrontées à de nombreux changements climatiques qui exercent plus de pression sur les rendements et la gestion de l’eau par exemple. Les tissus vasculaires forment un réseau transportant eau, nutriments et molécules de signalisation à travers toute la plante. En outre, de par leur nature pariétale, leur quantité et leur forme, les vaisseaux du xylème ont un impact fort sur la qualité de la biomasse et les propriétés mécaniques des organes de la plante.
L’objectif de ce projet est de créer des connaissances scientifiques sur les gènes et les mécanismes physiologiques qui régulent le développement des faisceaux vasculaires ainsi que la nature de chaque type cellulaire (phloème, métaxylème, protoxylème, parenchyme vasculaire, mestome, sclérenchyme intra-fasciculaire). Nous déchiffrerons la complexité du réseau vasculaire tel qu’il est formé dans les jeunes tissus sous-méristèmatiques et méristèmatiques. Nous criblerons une collection de mutants Brachypodium pour identifier les gènes majeurs contrôlant le développement vasculaire. Nous utiliserons des données de transcriptomique obtenues par microdissection laser pour décoder les mécanismes moléculaires de la vascularisation chez les graminées au cours du développement, identifierons les gènes clés, clonerons leur promoteur et travaillerons sur les mutants correspondants en fonction de leur disponibilité.
En conclusion, nous restituerons un représentation en trois dimensions du système vasculaire complexe chez Brachypodium. Nous proposerons des réseaux de régulation et identifierons des groupes de gènes spécifiques agissant de concert pour la division et la différenciation des différentes cellules vasculaires.