Les racines sont essentielles pour que les plantes trouvent de l'eau et des nutriments. Ils peuvent également être coûteux à cultiver, de sorte qu'une plante doit les envoyer dans la bonne direction. comment font-ils ça? Un nouvel article de Daniel von Wangenheim et ses collègues dans Nature Plants examine comment les racines latérales poussent vers l'eau dans les tout premiers stades de leur formation.

L'intérieur de la jeune racine est presque une série de couches concentriques. De l'extérieur, vous traversez l'épiderme, le cortex et l'endoderme jusqu'à ce que vous atteigniez le péricycle. Le péricycle est une couche de cellules qui entoure la stèle, le noyau de la racine qui contient le tissu vasculaire. Le tissu vasculaire est le xylème, qui transporte l'eau et les minéraux des racines, et le phloème qui transporte les sucres des feuilles. Si vous deviez couper une section transversale d'une racine, vous verriez le xylème s'étendre d'un côté de la stèle à l'autre, comme une barre, comme s'il avait deux extrémités ou «pôles».

De Smet a écrit une mini-revue, que résumé ce que l'on savait en 2011. Ce n'est pas une nouvelle que des racines latérales poussent à partir du péricycle. Il n'est pas non plus surprenant que les racines semblent pousser à partir des pôles du xylème. Les racines latérales seront des ajouts à la plomberie interne d'une plante, de sorte que les «tuyaux» doivent se connecter. Par conséquent, il doit y avoir une route vers le xylème dans la racine principale.

Une caractéristique que von Wangenheim et ses collègues ont découverte est que si l'eau a tendance à se trouver d'un côté de la racine, les racines latérales poussent vers ce côté. Cela ne devrait pas non plus être une surprise. Construire des racines coûte de l'énergie et du matériel, la plante voudra le faire là où elle obtient le meilleur rendement. Mais il y a une surprise de quel côté de la racine les racines latérales commencent à pousser à partir du péricycle. S'il y a deux pôles de xylème, alors vous êtes tout aussi susceptible de trouver des racines latérales partant du côté sec que du côté humide.

Mais lorsque l'équipe de von Wangenheim a fait pousser des racines sur du gel d'agar pour voir comment se développaient les racines latérales primordiales, elle n'a pas trouvé de racines des deux côtés se comportant de la même manière. « Les ébauches émergeant côté air s'orientaient principalement vers la surface du gel. En revanche, " écrivent-ils, " les primordia s'initiant du côté contact orienté principalement parallèlement à la surface du gel. Ces résultats indiquent que l'angle d'excroissance des racines latérales est très plastique et oriente le développement des organes préférentiellement vers des sources d'eau disponibles à l'extérieur.

L'équipe a cherché à savoir à quel moment la racine latérale commence à se développer sous un angle. Auparavant, on pensait que ce sont les cellules au-dessus du pôle du xylème qui étaient les plus importantes dans le développement de la nouvelle racine. Cependant, par croissance asymétrique, les cellules entourant le fichier cellulaire central dirigent également la racine.

En regardant les travaux antérieurs sur le sujet pour écrire ce post, j'ai trouvé beaucoup de contributions moléculaires à la croissance des racines latérales, mais peu au niveau cellulaire. Il semblerait que ce ne soit pas seulement dû à mes faibles capacités de recherche. Von Wangenheim et ses collègues écrivent: «Contrairement à ces études antérieures, qui se concentraient sur les mécanismes moléculaires sous-jacents qui contrôlent ce comportement, cette étude s'est concentrée sur les mécanismes à l'échelle de la cellule à l'organe qui contribuent à la croissance du LRP en réponse à l'eau. disponibilité. Notre étude révèle que contrairement à l'axe des pôles du xylème, la sélection des files de cellules péricycle qui initient un nouveau primordium racinaire latéral est liée au paysage hydrologique externe.

La déconnexion entre les deux éléments est particulièrement intéressante. La directionnalité de la racine à partir du péricycle montre que la disponibilité de l'eau est d'une importance cruciale pour diriger la racine. L'initiation à partir de l'un ou l'autre des pôles du xylème, en revanche, montre quelque part que le signal de démarrage du processus est indépendant de ce sens hydrologique. Je me demande s'il y a quelque chose d'évident que j'oublie qui explique pourquoi la croissance ne commence pas toujours au pôle du xylème du côté le plus humide.

C’est grâce à un travail remarquable et d’une grande habileté que l’équipe de von Wangenheim est parvenue à démontrer l’existence d’un problème dans la connexion entre le développement cellulaire et organique et les mécanismes moléculaires qui régissent la croissance des racines latérales. L’article contient également des images et une vidéo saisissantes qui illustrent leurs travaux.

LIRE L'ARTICLE

von Wangenheim, D., Banda, J., Schmitz, A., Boland, J., Bishopp, A., Maizel, A., Stelzer, E. et Bennett, M. (2020) Plasticité développementale précoce des racines latérales en réponse à une disponibilité asymétrique en eau. Nature Plants, 6(2), p. 73-77. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1038/s41477-019-0580-z.
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