L'établissement réussi d'un semis de plante est un déterminant essentiel de la santé et de la survie à long terme des plantes. Un établissement réussi dépend de la réponse de la graine en germination et de la plantule en croissance à de nombreux facteurs internes et externes. La réponse d'un semis à la lumière après l'émergence du sol est caractérisée par des changements importants dans la croissance et le développement, collectivement appelés photomorphogenèse. Ceux-ci incluent l'expansion des cotylédons, l'augmentation de la croissance des racines et la production de chlorophylle. Bien que cette séquence de changements développementaux photomorphogènes ait été bien caractérisée, le processus lui-même peut être très variable d'un individu à l'autre. L'imagerie à haute résolution et le traitement informatique sont devenus des outils utiles pour la quantification des phénotypes photomorphogéniques. Ils sont particulièrement précieux pour l'étude des processus dynamiques en temps réel.

Images représentatives de plantules de Cvi âgées de 3 jours, prises (à gauche) juste après leur repositionnement, (au centre) après 3 h de croissance à l'obscurité et (à droite) après 5 h de croissance sous lumière bleue. Crédit photo : SD Deslauriers.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Stephen Deslauriers de l'Université du Minnesota présente une nouvelle méthodologie pour l'étude de la photomorphogenèse en utilisant l'imagerie haute résolution et la mesure du taux de croissance à l'aide d'une caméra de vision par ordinateur et du logiciel open source ImageJ. L'étude visait à : (i) développer une méthodologie d'imagerie qui pourrait capturer les changements de taux de croissance au fur et à mesure que les semis passent de l'obscurité à la lumière bleue en temps réel, et (ii) appliquer cette méthodologie à l'analyse du locus de trait quantitatif unique (QTL) en utilisant le Cv × Ler cartographie de la lignée recombinante (RIL) population de Arabidopsis thaliana.

Deslauriers a constaté qu'un parcours temporel de 8 h, composé de 3 h dans l'obscurité et de 5 h d'exposition à la lumière bleue, est suffisant pour résoudre des différences significatives de taux de croissance dans chaque condition. L'analyse QTL a détecté des locus significatifs associés à un taux de croissance sombre sur le chromosome 5 et des loci significatifs associés à un taux de croissance léger sur le chromosome 2 dans la population de cartographie RIL. Les gènes candidats associés à ces locus, tels que le locus ER précédemment caractérisé, mettent en évidence l'application de cette approche pour l'analyse QTL. Deslauriers a conclu que la méthodologie peut être utilisée pour l'identification des éléments génétiques qui régulent les réponses des semis à la lumière, mais des améliorations du système d'imagerie, y compris l'utilisation de plusieurs caméras, amélioreraient considérablement l'analyse QTL des caractéristiques liées à la photomorphogenèse.

Pour plus d'informations sur le matériel et la configuration d'imagerie utilisés dans l'étude, veuillez visiter phytomorph.wisc.edu.

LIRE L'ARTICLE

Deslauriers, SD, 2021. Imagerie haute résolution comme outil d'identification des locus de traits quantitatifs qui régulent la photomorphogenèse chez Arabidopsis thaliana. AoB PLANTS. https://doi.org/10.1093/aobpla/plab063