Contrôler l'architecture florale de l'orge
Nouvelles méthodes pour augmenter le rendement : Des chercheurs identifient la clé pour plus de grains
L'aspect de la floraison des graminées - dont l'orge fait partie - est contrôlé par des "méristèmes" qui abritent les cellules souches des plantes. Des biologistes de l'université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) viennent d'identifier un peptide particulier et le récepteur correspondant qui déterminent la croissance des inflorescences selon deux axes. Ils expliquent dans une étude publiée dans la revue spécialisée Nature Communications que le nombre de grains d'orge formés en dépend également.
Les graminées ont développé de nombreuses formes d'inflorescences différentes. La manière dont les grains y sont disposés est très variée : certaines espèces forment des inflorescences complexes et ramifiées qui portent plusieurs grains ; d'autres, comme l'orge, présentent des inflorescences beaucoup plus simples. Chez l'orge, les grains individuels sont formés chacun sur un axe court, le "rachilla".
Ces différences dans l'architecture des fleurs sont mises en place très tôt au cours du développement de la plante. La taille, la position et la durée de vie des méristèmes déterminent la forme finale de l'inflorescence.
Une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Rüdiger Simon de l'Institut de génétique du développement de la HHU vient de découvrir une voie de signalisation qui régule l'activité de certains méristèmes chez l'orge. Dans Nature Communications, ils décrivent qu'un petit peptide appelé HvFCP1, sécrété par les cellules de la rachille, interagit avec un récepteur appelé HvCLV1 localisé sur la membrane plasmique et contrôle ainsi la croissance des méristèmes le long des axes verticaux et horizontaux. Cela détermine en fin de compte la forme de l'inflorescence de l'orge.
Les chercheurs ont également étudié ce qui se passe lorsque les gènes responsables de la formation de HvFCP1 ou HvCLV1 mutent. Dans ces cas, les plantes développent des inflorescences et des rachis agrandis. Les inflorescences de ces orges mutantes - avec la formation de plusieurs fleurs (et plus tard de grains) à partir d'une rachille - ressemblent alors dans leur architecture aux inflorescences de blé.
Dans leurs recherches, les auteurs de l'étude ont combiné une analyse de la fonction des gènes au niveau cellulaire avec une caractérisation phénotypique détaillée à l'aide de la microscopie électronique à balayage et de la microscopie à fluorescence. Selon le professeur Simon, "la HHU est parfaitement équipée pour cela grâce à son centre de microscopie, le 'Center for Advanced Imaging' (CAi)".
Le premier auteur de l'étude, le Dr Isaia Vardanega, déclare : "Notre découverte nous permet désormais de redessiner les inflorescences des graminées. En comprenant mieux le système de cellules souches de l'orge, nous pouvons par exemple augmenter le nombre de grains et contribuer ainsi à une production agricole plus importante".
Le professeur Simon ajoute : "Ce travail pose les bases de nouvelles approches de sélection ciblées. Nos connaissances sur le contrôle génétique de l'architecture de l'orge permettront de créer plus rapidement de nouvelles variétés de plantes à haut rendement grâce à l'édition du génome".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Isaia Vardanega, Jan Eric Maika, Edgar Demesa-Arevalo, Tianyu Lan, Gwendolyn K. Kirschner, Jafargholi Imani, Ivan F. Acosta, Katarzyna Makowska, Götz Hensel, Thilanka Ranaweera, Shin-Han Shiu, Thorsten Schnurbusch, Maria von Korff, Rüdiger Simon; "CLAVATA signalling shapes barley inflorescence by controlling activity and determinacy of shoot meristem and rachilla"; Nature Communications, Volume 16, 2025-4-26
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