Analyse d'un réseau de régulation génétique sous-jacent à la divergence des traits entre les plantes annuelles et pérennes – DAAP

Le timing de la reproduction contribue fortement à la valeur adaptative et au rendement des plantes annuelles et pérennes. Ici, nous visons à déchiffrer les mécanismes moléculaires et la logique de régulation qui contrôlent le changement d'identité des méristèmes au cours de la transition florale, et sa stabilisation ultérieure pendant le développement de l'inflorescence. Nous utilisons une approche comparative entre les espèces annuelles et pérennes, y compris une culture économiquement importante, pour élargir la pertinence de nos résultats et pour déterminer la flexibilité des mécanismes sous-jacents dans différents contextes de développement et en réponse à différents signaux environnementaux et endogènes. La transition florale est la première étape de la reproduction des plantes, elle est contrôlée par des signaux environnementaux et endogènes, et son timing est critique pour la valeur adaptative des populations naturelles et pour le rendement en agriculture. Au cours de la transition florale, l'identité du méristème apical et / ou des méristèmes axillaires des pousses est modifiée, les faisant passer de méristèmes végétatifs qui forment les primordiums de feuilles et d’entre-noeuds à des méristèmes d'inflorescence qui produisent les primordiums floraux. Cette transition est un commutateur binaire qui est généralement irréversible, de sorte qu'après le changement, l'identité du méristème d'inflorescence est stable et ne revient pas à un méristème végétatif. Nous proposons qu'un mécanisme de commutation bistable renforcé par des boucles de rétroaction agit au sein des méristèmes pour contrôler la transition, et que le mécanisme de commutation est influencé par des signaux environnementaux pour permettre à la transition de se produire. Notre modèle propose que les facteurs de transcription APETALA2 (AP2) et APETALA2-LIKE (AP2-LIKE) maintiennent l'état végétatif, tandis que les facteurs de transcription MADS box SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1 (SOC1) et FRUITFULL (FUL), avec le microRNA172 (miR172), maintiennent l'état reproducteur. Ces deux ensembles de facteurs forment un motif mutuellement répressif qui est orienté de l'état végétatif à l'état reproducteur par des signaux environnementaux qui induisent la transcription SOC1, FUL et MIR172 dans le méristème. Nous proposons de tester ce modèle sur des espèces de crucifères annuelles et pérennes, respectivement Arabidopsis thaliana et Arabis alpina, ainsi que sur le pommier en utilisant des approches transcriptomiques, transgéniques et génétiques. Ces expériences serviront de base à une modélisation quantitative de la transition florale, étape cruciale du développement des plantes. En outre, nous proposons d'identifier s'il existe une variabilité génétique dans le mécanisme de commutation chez les pommiers en relation avec le phénomène indésirable d'alternance de production. Cela aura un impact pratique dans l’amélioration des patterns de reproduction et du rendement des cultures.