Élucider la fonction et la dynamique vasculaires des plantes in vitro et in vivo – MicroMunch

Le fonctionnement des plantes vasculaires repose à la fois sur des phénomènes de transport actifs et passifs qui se déroulent à travers deux systèmes vasculaires couplés : la transpiration déplace l'eau des racines vers les feuilles à travers le xylème pour maintenir l'hydratation et transférer les nutriments, et l'osmose transporte dans le phloème les sucres photosynthétisés des feuilles tout le long de la plante pour sa croissance. On suppose également que ces flux servent pour la signalisation biochimique à longue distance.

De nombreuses questions demeurent sur ces mécanismes et les rôles fonctionnels de ces processus de transport, en particulier en ce qui concerne le couplage entre le phloème et le xylème et les autres tissus: 1) la biophysique du chargement et du déchargement des sucres et des molécules de signalisation vers et depuis le phloème; 2) la dynamique du transport en fonction des processus biotiques (e.g., taux de photosynthèse et croissance localisée des tissus) et abiotiques (e.g., variations diurnes du statut hydrique); et 3) la coordination de ces processus à l'échelle de la plante. Les progrès sur ces sujets ont été entravés par le manque d'outils expérimentaux permettant d'étudier les hypothèses à différentes échelles que ce soit in vitro ou in vivo.

Dans ce projet, nous réunirons des compétences en physicochimie, en ingénierie des dispositifs et en biologie végétale pour développer de nouvelles approches pour répondre à ces questions. L'équipe 1) développera le premier arbre synthétique mimant le fonctionnement couplé du xylème et du phloème; 2) utilisera cette plateforme pour tester diverses hypothèses biophysiques sur le fonctionnement des plantes vasculaires; et 3) confrontera les expériences in vitro avec des expériences biophysiques et biochimiques in vivo. Cet effort fournira de nouvelles perspectives sur la biophysique du fonctionnement vasculaire des plantes et créera de nouveaux outils pour la recherche fondamentale et appliquée.