Organisation du Vivant Végétal
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Organisation du Vivant Végétal La reproduction végétale (de la fleur à la graine) Eric Boncompagni (Resp. OVV) Cours n°3 [email protected] 04 92 38 66 34 http://sites.unice.fr/EB http://jalon.unice.fr 1 ONTOGENESE STAMINALE : PHASE 1 Microspores Tapis (int.) Tissu connectif Tissu Vasculaire Tapis (ext.) Endothécium (assise mécanique) Stomium Septum Epiderme 2 ONTOGENESE STAMINALE : PHASE 1 Ar, archesporial; E, epidermis; En, endothecium; L1, L2, L3, Layer 1, 2, 3; ML, middle layer; Ms, microsporocytes; Msp, microspore; PG, pollen grain; PPC, primary parietal cell; PSC, primary sporogenous cell; Sm, septum; SPC, secondary parietal cell; St, stomium; T, tapetum; Tds, tetrads. 3 ONTOGENESE STAMINALE : PHASE 2 4 5 POLLEN ET DEHISCENCE Déhiscences Pores Longitudinales Transversales Valves Irrégulières 6 POLLEN ET DEHISCENCE Etamines Extrorses Latérales Introrses Terminales 7 POLLEN ET DEHISCENCE 8 globuleux globuleux LE GYNECEE globuleux discoïde plumeux linéaire 9 LE GYNECEE Apocarpie Syncarpie Pluriloculaire Uniloculaire 10 LE GYNECEE Placentations 11 LE GYNECEE Gynécée et autres pièces florales Quand l’ovaire est : La fleur est dite : Supère Infère Infère Hypogyne Périgyne Epigyne 12 L’OVULE Chalaze Nucelle Téguments Sac embryonnaire Primine Raphé Secundine Hile Funicule Micropyle 13 L’OVULE Anatrope Orthotrope Campylotrope 14 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Cellule archéosporiale Mégaspore s Cellule pariétale 15 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Mégaspore fonctionnelle Noyau Cellule mère des spores 3 mégaspores dégénérées 4 mégaspores Vacuole Mégaspores dégénérées 16 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Le sac embryonnaire Antipodes Noyaux polaires Cellule centrale Oosphère Synergides Appareil filiforme 17 18 Autogamie autofécondation POLLINISATION Allogamie fécondation croisée 19 POLLINISATION Avantage autogame Avantage allogame Préserve les génotypes bien adaptés Assurance de la reproduction (si pollinisateurs rares) Capacité de colonisation avec un individu Moins d’investissement dans la reproduction Deux lots de gènes transmis Variabilité génétique Potentiel évolutif fort Adaptation un environnement changeant Succès à long terme Désavantages autogame Désavantages allogame Erosion de la diversité génétique Impasse évolutive Peu de capacité d’adaptation à un nouvel environnement Succès à court terme Destruction des combinaisons génétiques adaptées Cout de la reproduction Transmission de la moitié du génome 20 POLLINISATION Anémogamie 21 POLLINISATION Hydrogamie Vallisneria asiatica Halodule uninervis 22 POLLINISATION Ornithogamie 23 ENTOMOGAMIE Entomogamie (Salvia patensis) 24 HEBERGEMENT et NURSERIE Coévolution Ficus Figues et guêpes Ceratosolen capensis 25 A TABLE! Pollen, nectar, … 26 TROMPE L’ŒIL (à facette, bien sur) 27 TROMPE L’ŒIL (à facette, bien sur !) violet 400 blue green 500 yellow wavelength orange 600 red far-red 700 near UV violet 400 blue green 500 yellow-orange 600 28 SANS OUBLIER LES MAMMIFERES… Amélioration végétale… Biotechnologies (LSV3) Biologie du développement végétal (LSV3) 29 SANS OUBLIER LES MAMMIFERES Kigelia africana (Bignoniacées) “saucissonnier” Adansonia digitata (Bombacacées) 30 SANS OUBLIER LES MAMMIFERES!!!! Cheiroptérophilie 31 LA DOUBLE FECONDATION Grain de pollen Tube pollinique Stigmate 32 LA DOUBLE FECONDATION Stigmate Style Papille stigmatique Tissus de transmission Ovaire 33 LA DOUBLE FECONDATION 3 cellules antipodes Tube pollinique Cellule générative Noyaux polaires Noyau de la cellule végétative Oosphère Synergides 34 NECESSITE DE L’ALLOGAMIE Incompatibilités morphologiques Primula eliator (Primulacées) Maturation des organes sexuels non coordonnée Protogynie Protandrie 2ème jour: stigmate réceptif, mais les anthères ne libèrent plus de pollen 1er jour: déhiscence des anthères, le stigmate est non réceptif Campanula muralis (Campanulacées) Plantago major (Plantaginacées) 35 AUTO-INCOMPATIBILITÉ (AI) AI = incapacité pour une plante hermaphrodite fertile (monocline) de produire un zygote par autopollinisation - Incapacité de l’autopollen à adhérer ou germer sur le stigmate - Incapacité du tube pollinique de l’autopollen à pénétrer ou croitre dans le style Deux grandes catégories: gamétophytique et sporophytique AIG: génotype des noyaux du grain de pollen (haploïde) AIS: génotype du tapetum (sporophyte mâle) Un supergène S multiallélique (S1, S2, …, Sn) - AIG: 36 familles documentées (dont papavéracées ou solanacées) - AIS: 10 familles documentées (dont brassicacées) - 47 familles où AI non documentée 36 AUTO-INCOMPATIBILITÉ 37 LA DOUBLE FECONDATION 38 LA PROEMBRYOGENESE Pétunia Arabidopsis 39 Embryogénèse - Processus qui initie le développement de la plante - Transforme le zygote (cellule diploïde) en une plante embryonnaire, multicellulaire microscopique (embryon) - Génère une structure complexe la plantule (gemmule) 40 Embryogénèse (1) Le zygote (oosphère + gamète mâle) s’allonge Il subit alors une première division asymétrique: - la cellule apicale reçoit la plupart du cytoplasme de la cellule mère et est très active en terme de synthèse protéique. Formera l’embryon au sens strict. - La cellule basale et sa descendance sont très vacuolisées. Elles formeront le suspenseur, élément connectant l’embryon au tissus maternel. 41 Embryogénèse (2-4) - Domaine apical: 2 divisions anticlines (transverses) et 1 division péricline (longitudinale) créent une sphère à 8 cellules (octant). - Domaine basal: la cellule basale se divise transversalement pour créer un fil de cellules, le suspenseur. - Etablissement des cellules du protoderme (méristème primaire externe se transforme en épiderme) : division anticlines - Les cellules du suspenseur (exceptée l’hypophyse) s’orientent vers une mort cellulaire programmée Les cellules centrales se divisent (anticlines/périclines) permettant à l’embryon d’avoir une symétrie axiale reconnaissable 42 Embryogénèse (5-6) Domaine apical: Génération des 2 primordia cotylédonaires (symétrie bilatérale) Domaine basal: Forme une structure radiale Initie un méristème apical racinaire à partir de l’hypophyse 43 Embryogénèse (7) - Domaine apical: Croissance des cotylédon Initiation du méristème apical caulinaire (MAC, SAM) - Domaine basal: Etablissement d’un axe caulinaire Initiation du méristème apical racinaire (MAR, RAM) - Etablissement des différents tissus : cortex, tissus provasculaire, protoderme - Mort cellulaire programmée des cellules du suspenseur 44 Embryogénèse (8-9) Stade torpille • Elargissement des cotylédons et de l’hypocotyle • Différentiation vasculaire devient visible Embryon mature • Courbure des cotylédons (chez certaines plantes) • Les couches de cellules sont clairement visibles, spécifiant clairement des tissus et les organes • L’embryon s’arrête et attend la dessiccation et la dormance • • Etablissement de l’axe apical-basal et radial Etablissement des régions méristématiques shoot apical meristem (SAM) root apical meristem (RAM) 45 EMBRYOGENESE 46 GRAINES G. à périsperme G. Albuminée G. Exalbuminée Nymphéacées, Caryophyllacées Poacées, Renonculacées, Apiacées Fabacées, Brassicacées, Astéracées 47 PÉRICARPE D’UNE GOUSSE DE GLYCINE Épi- ovaire Méso- Péricarpe Endo48 FRUITS SECS INDEHISCENTS 49 FRUITS SECS INDEHISCENTS Samare double (Erable) Samare simple (Frêne) Samare simple (Orme) Akène plumeux Pissenlit) Akène (châtaignes dans leur bogue) Gland (Chêne) 50 FRUITS SECS DEHISCENTS Follicule Silique Gousse Capsule 51 FRUITS CHARNUS Monosperme: Datte, avocat ... Polysperme : Raisin, tomate, groseille Agrumes (citron, orange ...) Baie Prune, cerise, abricot, pêche ... Drupe 52 FRUITS CHARNUS : BAIES Baie monosperme Baie polysperme 53 FRUITS CHARNUS : DRUPES 54 FRUITS MULTIPLES Polydrupes : Framboise Polyakènes : Fraise 55 FRUITS COMPOSES ET PSEUDO-FRUITS Infructescence : Figue, ananas 56 FRUITS COMPLEXES “Faux fruits” : Pomme, Poire Réceptacle Loge Epicarpe Mésocarpe Endocarpe 57 http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Fruits/organigramme.htm 58 SYNTHESE 59 60
