Organisation du Vivant Végétal

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Camille Germain
il y a 7 ans
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1 Organisation du Vivant Végétal La reproduction végétale (de la fleur à la graine) Eric Boncompagni (Resp. OVV)

2 Pôle Santé des Plantes INRA Sophia Antipolis 150 permanents 70 scientifiques et ingénieurs 17 nationalités Implication dans l enseignement UNS en physiologie et biologie végétale, et en écologie.02

3 Pôle Santé des Plantes Recherches en : lutte biologique Résistance des plantes aux pathogènes Production végétale intégrée.03

4 Santé des plantes Oomycètes Insectes Nematodes Symbiose La plante est le vecteur d intégration.04

5 Une question clé Paramètres du succès des interactions? Associons ensemble des approches allant du gène aux populations Santé végétale/ Agro-écologie / Environnement.05

6 Organisation du Vivant Végétal La reproduction végétale (de la fleur à la graine) 6

7 BRÈVE PHYLOGÉNIE DES VÉGÉTAUX Emb. Spermaphytes 7

8 CYCLE DE DÉVELOPPEMENT DES PLANTES Alternance entre phase haploïde (gamétophytique) et diploïde (sporophytique) DIPLOPHASE (2n) Zygote Fécondation Sporophyte Sporogénèse Méïose HAPLOPHASE (n) Gamète mâle Gamète femelle Spores méïotiques Gamétophyte Gamétogénèse 8

9 IMPORTANCE n/2n VARIABLE CHEZ LES VEGETAUX Algues vertes filamenteuses Mousses Fougères Psilopsides Conifères Plantes à Fleurs 9

10 Zygote Gamétophyte Sporophyte 10 10

11 Où et quand Fleurir! TRANSITION FLORALE La floraison est une question de survie pour l espèce! 11

12 TRANSITION FLORALE Lumière Ex: Photopériode Signaux endogènes Ex: Hormones (Acide gibbérellique) Florigène Température Ex: Vernalisation INTEGRATEURS 12

13 Photopériode TRANSITION FLORALE Seuil critique 0 12h 24h Plantes de jours longs Héméropériodiques Arabidopsis thaliana Sinapis (moutarde) Hyoscyamus (jusquiame) Plantes de jours courts Nyctipériodique Nicotiana tabacum Xanthium (lampourde) Pharbitis (volubilis) 13

14 Photopériode TRANSITION FLORALE 14

15 Photopériode TRANSITION FLORALE Jour long Nuit courte Jour court Nuit longue Impulsion de lumière blanche Impulsion de lumière rouge Impulsion de lumière rouge lointain puis impulsion de lumière rouge 15

16 INDUCTION FLORALE Photopériode et facteurs internes Sinapis alba (moutarde) 16

17 Florigène INDUCTION FLORALE (JL) greffe (JC) greffe greffe (JL) Induction florale de feuilles de Perilla crispa (JC) Une substance fabriqué dans les feuilles qui induit la floraison, et qui est transmise par greffage. Notion de florigène Jusqu à très récemment, personne n a été capable de purifier une telle substance (malgré de nombreuses tentatives) WT en JL Mutant tardif en JL 17

18 Florigène INDUCTION FLORALE greffe Feuille masquée Flux hypothétique de l hormone de floraison Un signal de floraison stable peut voyager au travers de multiples greffes 18

19 Vernalisation INDUCTION FLORALE 0 j. à 4 C 100 j. à 4 C 19

20 Vernalisation INDUCTION FLORALE Des variétés d hiver (vernalisation dépendante) et de printemps ont été développés pour la plupart des céréales Orge d hiver Orge de printemps Plus de 90% des céréales cultivées en Europe du Nord sont des variétés d hiver 20

21 Vernalisation INDUCTION FLORALE 21

22 Vernalisation INDUCTION FLORALE 22

23 TRANSITION FLORALE 23

24 TRANSITION FLORALE Le méristème apical présente trois phases de développement Phase juvénile: n a pas la potentialité à former les organes de reproduction Phase adulte: peut former une fleur lorsque les conditions sont réunies Phase reproductive: méristème floral actif 24

25 EVOCATION FLORALE 25

26 Méristème Apical Caulinaire (MAC) Primordium foliaire Méristème Apical Caulinaire Cellules germinatives Epiderme Primordium foliaire Zone centrale (CZ) Cellules indifférenciées Zone périphérique (PZ) formation des organes latéraux Zone support (RZ) formation de la tige Sous épiderme Assise 1 (L1) Génère l épiderme Assise 2 (L2) Assise 3 (L3) Génère les tissus internes L1 + L2: divisions anticlines L3: divisions orientées aléatoirement 26

27 Chez le Tabac MORPHOGENESE FLORALE Périanthe Calice Corolle Gynécée Androcée Carpelles Etamines Sépales Pétales Sépales Pétales Monochlamydée (P) Hétérochlamydée (P + S) 27

28 MORPHOGENESE FLORALE 28

29 MORPHOGENESE FLORALE Réceptacle floral florale 29

30 MORPHOGENESE FLORALE 30

31 MORPHOGENESE FLORALE 31

32 DIFFERENTS MODES DE REPARTITION DES SEXES Fleur ayant un androcée et un gynécée: Fleur monocline ou hermaphrodite Fleur ayant soit un androcée soit un gynécée: Fleur dicline Sur un même individu: monoïque Sur des individus différents: dioïque Corylus avellana (Bétulacées) Lychnis dioica (caryophyllacées) 32

33 DIVERSITE DE LA MORPHOLOGIE DES FLEURS Carpelle Etamine Pétale Cyclique Acyclique Hémicyclique Sépale Nombre de pièces florales par cycle 3 = trimère Monocotylées Nombre de pièces florales par cycle Identique = cycles isomères Différent = cycles hétéromères 4 = tétramère 5 = pentamère Eudicotylédones Nombre total de cycles 4 = fleur tétracyclique 5 = fleur pentacyclique 33

34 Symétrie radiale SYMETRIE DE LA FLEUR Symétrie bilatérale SYMETRIE SYMETRIE Biradiale Radiale / actinomorphe Bilatérale / zygomorphe Asymétrique 34

35 FLEUR ACTINOMORPHE Exemple : Stellaria pubera (Caryophyllacées) 8 F, = 5 S + 5 P + 5 E E 2 + (3C) 35

36 FLEUR ACTINOMORPHE Exemple : Geranium pratense (Géraniacées) F, =

37 FLEUR ZYGOMORPHE Exemple : Digitalis purpurea (Scrophulariacées) X F, = 5 S + [(5 P) + 4 E] + (2C) 37

38 FLEUR ZYGOMORPHE Exemple : Pisum sativum (Fabacées) Pétale Ovaire Stigmate Sépale Style Etendard Aile Carène F, =

39 PERIANTHE imbriqué / alterné convoluté disposé en quinconce valvulé involuté 39

40 INFLORESCENCES MONOPODIQUES 40

41 INFLORESCENCES MONOPODIQUES Fleurs étagées Grappe Fleurs pédonculées alternée verticillée Fleurs dans même plan Corymbe Ombelle 41

42 Quelques exemples Chamerion angustifolium Onagracées INFLORESCENCES MONOPODIQUES Primula veris Primulacées Prunus cerasus Rosacées 42

43 Quelques exemples Digitalis purpurea Scrophulariacées Plantaginacéese INFLORESCENCES MONOPODIQUES Daucus carota Apiacées (Ombellifères) Sambucus nigra Caprifoliacées 43

44 INFLORESCENCES MONOPODIQUES Fleurs étagées Grappe Fleurs pédonculées alternée verticillée Fleurs dans même plan Corymbe Ombelle Fleurs périanthées Axe allongé Epi Fleurs sessiles Axe allongé et charnu Axe ramassé et charnu Spadice Capitule Fleurs apérianthées fleur monocline (hermaphrodite) Epillet (Graminées) fleur dicline Axe allongé Axe ramassé et charnu Chaton Sycone (Figuier) 44

45 INFLORESCENCES MONOPODIQUES Arum maculatum Aracées Ludisia discolor Orchidacées Helianthus annuus Asteracées Triticum aestivum Poacées Corylus avellana Betulacées Epillet Ficus carica Moracées Chatons et Spadice Sycone 45

46 INFLORESCENCES SYMPODIQUES 46

47 INFLORESCENCES SYMPODIQUES Fleurs pédonculées Dichasiales (bipares) Monochasiales (unipares) alternée Cyme bipare Cyme hélicoïde non alternées Cyme scorpioïde 47

48 INFLORESCENCES SYMPODIQUES Dichasiales (bipares) Cyme bipare Fleurs pédonculées Dichasiale simple Dichasiale composée Dyme composée 48

49 INFLORESCENCES SYMPODIQUES Fleurs pédonculées alternée Cyme hélicoïde Monochasiales (unipares) X X X non alternées Cyme scorpioïde 49

50 INFLORESCENCES SYMPODIQUES Hemerocallis fulva Liliacées Myosotis arvensis Boraginacées Centaurium erythraea (Gentianacées) 50

51 INFLORESCENCES COMPOSEES Achillea millefolium Asteracées Arrhenatherum elatius (avoine élevée; Poacées) Daucus carota 51

52 L ANDROCEE Fente de déhiscence Anthère = 2 loges polliniques Connectif Filet 2 sacs polliniques 52

53 L ANDROCEE Adnée Epifixe Basifixe Médifixe Libres Dialystémone Gamostémone Soudées Synanthérée 53

54 L ANDROCEE Monadelphes Diadelphes 54

55 ONTOGENESE STAMINALE : PHASE 1 Tapis (ext.) Microspores Tapis (int.) Tissu connectif Tissu Vasculaire Endothécium (assise mécanique) Stomium Epiderme Septum 55

56 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. 56

57 ONTOGENESE STAMINALE : PHASE 2 57

58 58

59 POLLEN ET DEHISCENCE Déhiscences Pores Longitudinales Transversales Valves Irrégulières 59

60 POLLEN ET DEHISCENCE Etamines Extrorses Latérales Introrses Terminales 60

61 POLLEN ET DEHISCENCE 61

62 globuleux globuleux LE GYNECEE globuleux plumeux discoïde linéaire 62

63 LE GYNECEE Apocarpie Syncarpie Pluriloculaire Uniloculaire 63

64 LE GYNECEE Placentations 64

65 LE GYNECEE Gynécée et autres pièces florales Quand l ovaire est : Supère Infère Infère La fleur est dite : Hypogyne Périgyne Epigyne 65

66 L OVULE Nucelle Téguments Primine Secundine Chalaze Sac embryonnaire Raphé Hile Funicule Micropyle 66

67 L OVULE Anatrope Orthotrope Campylotrope 67

68 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Cellule archéosporiale Cellule pariétale Mégaspore s 68

69 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Mégaspore fonctionnelle Noyau Cellule mère des spores 4 mégaspores 3 mégaspores dégénérées Vacuole Mégaspores dégénérées 69

70 ONTOGENESE ET MACROSPOROGENESE Le sac embryonnaire Antipodes Noyaux polaires Cellule centrale Oosphère Synergides Appareil filiforme 70

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