Légume, fruit, ou céréales – la majorité de notre nourriture résulte de la reproduction des plantes. Les chercheurs de l'UZH ont maintenant découvert la clé de la façon dont les plantes régulent la croissance du pollen et la formation des graines. En plus de la formation de graines, les connaissances sur ces voies de signalisation peuvent être utilisées pour influencer la croissance des plantes ou leur défense contre les ravageurs.

Environ 80 à 85 pour cent de nos besoins caloriques sont couverts par les graines, soit directement comme aliment, soit indirectement par l'utilisation comme aliment pour animaux. Les graines sont le résultat de la reproduction des plantes. Pendant la période de floraison, les tissus masculins et féminins interagissent les uns avec les autres de plusieurs manières. Lorsque le pollen atterrit sur le stigmate de la fleur, il germe et forme un tube pollinique, qui se développe ensuite rapidement vers l'ovaire de la plante. Une fois qu'il trouve un ovule, le tube pollinique éclate pour libérer les spermatozoïdes, qui fertilisent l'ovule et initient la formation des graines.

Le tube pollinique interagit avec le tissu végétal femelle

Dirigé par Ueli Grossniklaus, professeur au Département de biologie végétale et microbienne de l'Université de Zurich, une équipe de recherche internationale a maintenant démontré comment le tube pollinique interagit avec, et répond à, tissu végétal femelle. Le tube pollinique le fait en sécrétant des signaux extracellulaires (peptides RALF) qu'il utilise pour explorer son environnement cellulaire et réguler sa croissance. Deux récepteurs à la surface de la cellule lui permettent de percevoir les signaux sécrétés et de les transmettre à l'intérieur de la cellule.

Les signaux intracellulaires régulent la croissance

En collaboration avec les équipes de Christoph Ringli de l'UZH et Jorge Muschietti de l'Université de Buenos Aires, l'équipe autour de Grossniklaus a pu déterminer que d'autres protéines devaient être actives pour que le tube pollinique reconnaisse les signaux – les protéines LRX. Ces protéines ont été identifiées à l'UZH il y a 15 ans par Beat Keller et son groupe de recherche, mais leur fonction n'était pas claire auparavant. Les protéines LRX sont localisées dans la paroi cellulaire entourant les cellules végétales, où les signaux peuvent accoster. "Nous soupçonnons que le tube pollinique explore les changements dans la paroi cellulaire en envoyant des signaux et en répondant en conséquence, par exemple en réalignant sa croissance, " explique Ueli Grossniklaus. Il est rare que les plantes produisent et perçoivent des signaux avec les mêmes cellules. Les chercheurs soupçonnent que cela permet au tube pollinique, qui croît très vite, pour répondre plus rapidement aux changements de son environnement plutôt que de dépendre des signaux d'autres cellules voisines.

Les connaissances moléculaires ouvrent un large éventail d'applications potentielles

Les voies de signalisation décrites par les chercheurs sont impliquées dans de nombreux autres processus fondamentaux, et la connaissance de leur fonctionnement ouvre de nombreuses applications possibles pour la sélection végétale. "En comprenant mieux le fonctionnement de ces protéines, nous pouvons non seulement influencer la pollinisation et la formation des graines, mais aussi le développement et la croissance des plantes ou leur défense contre les ravageurs, " conclut Ueli Grossniklaus.