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28 octobre 2020 12:26

5 janvier 2021 09:48

Comment les propriétés biophysiques des tissus superposés contrôlent la croissance, comme la racine embryonnaire (radicule) pendant la germination des graines, est une question fondamentale. Dans les graines d'eudicotylédones, l'endosperme entourant la radicule confère une dormance du pelage et contrôle les réponses de germination par la modulation de ses propriétés mécaniques de paroi cellulaire. Les caryopses de graminées qui diffèrent par la morphologie des tissus sont beaucoup moins connus. Nous rapportons ici que la coléorhiza, un organe en forme de gaine qui entoure la radicule dans les embryons de graminées, joue le même rôle dans la graminée Avena fatua (folle avoine). Nous avons combiné des techniques biomécaniques innovantes, l'ablation des tissus, la microscopie, l'expression des gènes et des activités enzymatiques spécifiques aux tissus avec l'analyse des hormones et des oligosaccharides. Les travaux expérimentaux combinés démontrent que dans les caryops de graminées, la coléorhiza contrôle en effet la germination pour laquelle nous fournissons des preuves biomécaniques directes. Nous montrons que la coléorhiza se renforce lors du maintien de la dormance et s'affaiblit lors de la germination. Les endotransglycosylases / hydrolases de xyloglucane peuvent jouer un rôle dans le renforcement des coléorhizes par remodelage de la paroi cellulaire pour conférer une dormance du pelage. Le contrôle de la germination par la dormance forcée par les coléorhizas dans les graminées est un exemple de l'évolution convergente de la contention mécanique par superposition de tissus.

How the biophysical properties of overlaying tissues control growth, such as the embryonic root (radicle) during seed germination, is a fundamental question. In eudicot seeds the endosperm surrounding the radicle confers coat dormancy and controls germination responses through modulation of its cell wall mechanical properties. Far less is known for grass caryopses that differ in tissue morphology. Here we report that the coleorhiza, a sheath-like organ that surrounds the radicle in grass embryos, performs the same role in the grass weed Avena fatua (common wild oat). We combined innovative biomechanical techniques, tissue ablation, microscopy, tissue-specific gene and enzyme activity expression with the analysis of hormones and oligosaccharides. The combined experimental work demonstrates that in grass caryopses the coleorhiza indeed controls germination for which we provide direct biomechanical evidence. We show that the coleorhiza becomes reinforced during dormancy maintenance and weakened during germination. Xyloglucan endotransglycosylases/hydrolases may have a role in coleorhiza reinforcement through cell wall remodelling to confer coat dormancy. The control of germination by coleorhiza-enforced dormancy in grasses is an example for the convergent evolution of mechanical restraint by overlaying tissues.

None

• AB - Utile à l'AB
• FREDO adventice
• FREDO lutte
• SPECIES Avena fatua (common wild oat)
• dormance
• germination
• semence
• weed management

• cell wall remodelling enzymes
• grass seed dormancy
• plant tissue interactions
• seed tissue biomechanics

New Phytologist

n/a

09/2020

1 septembre 2020

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