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Dernière mise à jour : Mai 2018

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A l’échelle du nœud, quel réseau physiologique et moléculaire régule l’initiation d’une ramification ?

A l'échelle du noeud
L’initiation d’une ramification passe par le débourrement des bourgeons axillaires. C’est un phénomène étroitement contrôlé par différents signaux à la fois endogènes (hormonaux, trophiques), et exogènes (lumière). Un de nos axes de recherche consiste à comprendre comment ces différents signaux interagissent et sont intégrés localement à l’échelle du nœud portant le bourgeon pour déclencher ou non le débourrement. Cela passe notamment par l’utilisation de nœuds in vitro de manière à manipuler facilement l’environnement local du bourgeon, et d’approches combinant biologie moléculaire et génomique fonctionnelle, physiologie et modélisation.

Dans la littérature, de nombreuses études ont permis de dresser une compréhension assez fine du réseau hormonal (auxine, cytokinines, et strigolactones) contrôlant le débourrement, et ont mis en avant le rôle du gène BRANCHED1 (BRC1) comme intégrateur des différents signaux contrôlant le débourrement. Nos travaux jusqu’à présent ont permis de mieux comprendre le rôle du sucre et son interaction avec le réseau hormonal et BRC1. Nous avons notamment montré que le sucre a un rôle signal promoteur sur le débourrement et diminue l’effet inhibiteur de l’auxine (Rabot et al., 2012 ; Barbier et al., 2015 ; Bertheloot et al., 2020). D’autre part, l’utilisation conjointe d’expériences pharmacologiques et de la modélisation quantitative a montré que l’action antagoniste du sucre à l’auxine résulte, au moins pour partie, d’une répression de la voie des strigolactones, une voie par laquelle l’auxine agit sur le bourgeon (Bertheloot et al., 2020 ; Figure 1). Enfin, la combinaison d’approches pharmacologiques, métabolomiques et transcriptomiques nous a permis de montrer le rôle central du métabolisme primaire (glycolyse-cycle de Krebs/voie des pentoses phosphate) du bourgeon dans l’intégration des signaux sucre et auxine. De façon intéressante, le métabolisme primaire du sucre agit en amont du gène intégrateur BRC1, en régulant son expression selon deux mécanismes différents (Wang et al., 2020 ; Figure 2).

GlycolyseOPPP

Aujourd’hui, nos travaux visent à poursuivre la compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse du bourgeon au sucre et à différentes hormones (notamment les cytokinines) et comprendre l’importance du métabolisme de sucre dans la réponse du bourgeon à l’environnement. Nous avons également abordé la question du rôle des petits ARNs non-codants qui sont connus pour leur rôle majeur dans la régulation du développement de la plante. L’objectif sera d’appréhender la complexité des mécanismes régissant la capacité du bourgeon à débourrer et d’identifier les principaux réseaux de régulation.