Un bourgeon de pétunia qui ne s'est pas ouvert (en haut) transférera par voie aérienne les composés volatils du tube de la fleur au stigmate avant de s'ouvrir. La découverte, par des scientifiques de l'Université Purdue, est la première communication d'organe à organe détectée dans la fleur. Crédit :Purdue Agricultural Communication photo/Tom Campbell
Les fleurs utilisent des composés volatils appelés terpènes pour communiquer et se protéger du monde extérieur. Les arômes produits accueillent les pollinisateurs tout en éloignant les parasites et les maladies.
Maintenant, une étude de l'Université Purdue montre que les pétunias utilisent des terpènes dans une sorte de communication interne et pour améliorer la capacité de reproduction de la plante. Natalia Dudareva, professeur distingué Purdue au Département de biochimie et responsable de la recherche, publié les résultats dans un article présenté sur la couverture de la revue Nature Chimie Biologie .
"En général, les composés volatils aident à la communication et à la défense de plante à plante, mais c'est la première fois que nous voyons que les plantes utilisent ces composés pour la communication et la signalisation inter-organes, " a déclaré Dudareva. "C'est pratiquement un nouveau processus physiologique que nous n'avons jamais connu auparavant."
Doudareva, avec les co-auteurs Benoît Boachon, un ancien associé de recherche dans le laboratoire de Dudareva, chercheurs dans les laboratoires de John Morgan et Sharon Kessler de Purdue, et collègues de l'Université de Salzbourg en Autriche, a montré qu'avant qu'une fleur de pétunia ne s'ouvre, le bourgeon agit comme une sorte de chambre de fumigation.
"Nous recherchions la présence de terpènes dans les organes reproducteurs des fleurs de pétunia, et nous avons remarqué que ces composés s'accumulaient dans le stigmate. Mais l'expression du gène et l'activité conduisant à la biosynthèse de ces terpènes ne se produisaient pas dans le stigmate. Cela se passait dans le tube de la fleur, " a déclaré Boachon.
Natalia Dudareva et Joseph Lynch de l'Université Purdue, un chercheur associé au laboratoire de Dudareva, déterminé que les pétunias se fumigent naturellement, transférer les composés volatils du tube de la fleur au stigmate. Le processus est important pour la défense des plantes, santé et reproduction. Crédit :Purdue Agricultural Communication photo/Tom Campbell
Les chercheurs ont effectué trois expériences pour confirmer leur hypothèse de fumigation - que les terpènes présents dans le stigmate étaient en fait générés et émis par le tube de la fleur, puis transportés par voie aérienne et plus tard absorbés par le stigmate.
D'abord, ils ont fait pousser le bouton floral sans le tube et ont noté qu'il y avait beaucoup moins d'accumulation de terpènes dans le stigmate. Prochain, ils ont ajouté une étiquette aux composés dans le tube de la fleur. Une analyse ultérieure a montré que les composés marqués ont été trouvés dans le stigmate.
Finalement, ils ont fait taire le gène qui produit les terpènes dans le tube de la fleur. Les fleurs résultantes avaient moins d'accumulation de terpènes dans leurs stigmates. L'accumulation de terpènes pourrait être restaurée dans les stigmates avec le gène réduit au silence simplement en les plaçant dans des tubes avec le gène actif.
Étonnamment, les pétunias dépourvus de fumigation des terpènes du tube floral ont également produit des stigmates plus petits et environ 30 pour cent de graines en moins. Cela suggère que le contrôle de la production de terpènes dans les plantes pourrait augmenter la production de graines, quelque chose qui n'avait pas été pris en compte avant ce travail.
"Les composés volatils étaient supposés être impliqués dans la défense et la communication, mais pas dans le processus de développement, " a déclaré Dudareva. "Maintenant, nous voyons qu'ils ont des fonctions similaires aux hormones. Il pourrait être possible d'améliorer le développement des organes reproducteurs et d'augmenter le rendement en graines. Cela ouvre un nouveau champ pour l'étude d'un processus physiologique impliquant ces composés."
