Montrer comment les gamètes femelles contrôlent la récupération de la fécondation chez les plantes à fleurs

MADRID, 28 juillet (EUROPA PRESS) –

Chercheurs de l’Institut de génétique et de biologie du développement (IGDB) de l’Académie chinoise des sciencesont révélé que le gamète femelle des plantes à fleurs contrôle la reprise de la fécondation à travers la sécrétion d’attractifs du tube pollinique, comme publié dans la revue ‘Cell’.

Les chercheurs, dirigés par le Dr LI Hongju, qui ont étudié pourquoi les ovules continuent d’être attirés par les tubes polliniques après l’échec d’une double fécondation, ont également fourni des indices moléculaires sur la survie de certaines espèces végétales après la perte de cellules synergides au cours de l’évolution.

La production de semences par fertilisation est essentielle pour la reproduction des plantes et les rendements des cultures. Dès 1904, les botanistes ont observé le phénomène intéressant de l’attraction de plus d’un tube pollinique vers un ovule. On pensait que ce procédé, appelé “récupération de fertilisation“, était due à un échec de la fécondation. On a supposé que cet échec déclenchait l’attraction de tubes polliniques supplémentaires, sauvant ainsi la fécondation en fournissant plus de sperme. Cependant, le mécanisme sous-jacent n’a pas été expliqué.

En règle générale, le sac embryonnaire des plantes à fleurs (également connu sous le nom d’angiospermes) contient deux cellules synergides, deux gamètes femelles (c’est-à-dire un ovule et une cellule centrale) et trois cellules antipodales. Au cours des deux dernières décennies, il y a de plus en plus de preuves que les cellules synergides jouent un rôle clé dans la sécrétion des attractifs du tube pollinique, ce qui facilite la réussite de la fécondation. Les scientifiques avaient proposé que ces deux cellules synergiques ils donnent à la plante une seconde chance de rétablir la fécondation si le premier synergide ne parvient pas à attirer un tube pollinique contenant deux spermatozoïdes fertiles.

Cependant, des recherches récentes menées par le groupe de LI ont montré que les ovules d’Arabidopsis thaliana, avec leurs deux cellules synergides retirées expérimentalement, peuvent continuer à attirer les tubes polliniques et à produire des graines. Cette observation suggère l’existence d’un mécanisme alternatif de récupération de la fécondation..

Une précédente étude du groupe de LI et YANG Weicai a suggéré que la cellule centrale, en tant que précurseur de l’endosperme, est également essentielle pour l’attraction des tubes polliniques. Pour déterminer si la cellule centrale pouvait sécréter un attractif du tube pollinique, les chercheurs ont mesuré l’activité attractive du tube pollinique de plus d’une centaine de peptides sécrétés exprimés dans la cellule centrale. Ils ont finalement découvert que deux d’entre eux, SALVAGER1 (SAL1) et SAL2, montrent une activité d’attraction du tube pollinique et peuvent se lier à la membrane plasmique du tube pollinique.

Fait intéressant, ils ont découvert que les SAL1/2 situées dans la cellule centrale sont sécrétées dans le micropyle et le funicule lorsque les cellules synergides sont défectueuses ou éliminées par les tubes polliniques mutants gcs1, qui transportent des spermatozoïdes infertiles. Ces résultats suggèrent que les SAL sont de nouveaux types d’attractants du tube pollinique.

En outre, les mutants knock-out sal1/2 ont perdu la capacité, contrôlés par des gamètes femellespour restaurer la fécondation. Des investigations ultérieures ont révélé une redondance fonctionnelle entre SAL1/2 et le système d’attraction cellulaire synergique dans une fécondation réussie.

De plus, une étude similaire chez Arabidopsis lyrata, une espèce sœur d’Arabidopsis thaliana, a démontré la conservation évolutive des SAL sécrétés par les cellules centrales dans le mécanisme de récupération de la fécondation.

En résumé, les chercheurs ont découvert un mécanisme central de récupération de la fécondation contrôlé par les cellules qui est important pour assurer le succès de la reproduction.