Un signal de la paroi cellulaire décide que, dans le noir, les graines poussent en longues pousses jaunes, au lieu de verdir et de former des feuilles. Le signal qui déclenche le programme d'obscurité dans le développement des plantules n'a pas été identifié jusqu'à présent. Des études antérieures avaient montré que ces processus impliquent des photorécepteurs à l'intérieur des cellules végétales. Un signal vital à l'extérieur des cellules a maintenant été décrit par l'équipe du professeur Ute Krämer et du Dr Scott Sinclair à la Ruhr-Universität Bochum, en collaboration avec le Prof Dr Dominik Begerow, de même de Bochum, ainsi que des collègues d'Australie, La France, La Suisse, et du Max Planck Institute of Plant Breeding Research à Cologne, dans la revue Biologie actuelle . L'article a été publié en ligne le 2 novembre 2017.

La fonction de la paroi cellulaire implique plus que la simple stabilisation des cellules

"Les parois cellulaires sont souvent considérées comme de la matière morte qui rend les cellules stables, " dit Ute Krämer, Chef du Département de Génétique Moléculaire et Physiologie des Plantes. "Ce point de vue a changé ces dernières années." La présente étude montre que la paroi cellulaire des plantes est capable de basculer entre différents programmes de développement.

Les chercheurs ont analysé plusieurs mutants d'Arabidopsis thaliana, dont les parois cellulaires ont une composition atypique. Ils ont comparé leur développement sombre avec celui de plantes qui ne présentaient aucun changement génétique.

Le programme Darkness assure la survie de la plantule

Un Arabidopsis thaliana normal avec une paroi cellulaire intacte forme des germes dans l'obscurité, caractérisé par une forme allongée, forme cultivée étiolée. "Ainsi, la plantule a plus de chance d'atteindre la surface de la terre pour capter la lumière, ce qui est crucial pour la photosynthèse, avant que les réserves d'énergie stockées dans la graine ne s'épuisent, " explique Scott Sinclair.

Certains mutants avec des changements spécifiques dans la composition de la paroi cellulaire n'avaient pas la capacité d'activer le programme d'obscurité. Dans la noirceur, ils se sont développés comme les plantes normales le font à la lumière. Des analyses supplémentaires ont montré que ces plantes manquaient de certains produits de dégradation métabolique de la pectine, une molécule de sucre complexe utilisée comme gélifiant pour faire de la confiture. Les chercheurs émettent l'hypothèse que les cellules végétales utilisent ces produits métaboliques pour communiquer à d'autres cellules végétales que la plantule est entourée d'obscurité.