Résumé :

Les feuilles sont des organes asymétriques, mais l’étendue et les conséquences fonctionnelles de cette asymétrie ont été largement négligées. Ici, nous montrons que les moitiés gauche et droite des feuilles d’Arabidopsis et de tomate présentent des morphologies et des modèles d’expression génique distincts. Plus précisément, les moitiés gauches des feuilles sont généralement plus grandes et présentent plus de dentelures que les moitiés droites. Cette asymétrie se reflète également dans l'expression des gènes impliqués dans le développement des feuilles et la photosynthèse. Par exemple, le gène codant pour le facteur de transcription ASYMMETRIC LEAVES1 (AS1) est exprimé plus fortement dans les moitiés gauches des feuilles. AS1 est connu pour réguler le développement des dentelures des feuilles et nos résultats suggèrent qu'il pourrait également jouer un rôle dans l'asymétrie gauche-droite des feuilles. Ces résultats révèlent un niveau de complexité jusqu’alors méconnu dans le développement et la fonction des feuilles, et ont des implications pour comprendre comment les feuilles réagissent aux signaux environnementaux.

Présentation :

Les feuilles sont des organes asymétriques, mais l’étendue et les conséquences fonctionnelles de cette asymétrie ont été largement négligées. La plupart des études sur l'asymétrie des feuilles se sont concentrées sur les différences entre les surfaces adaxiale (supérieure) et abaxiale (inférieure) des feuilles. Cependant, il existe également des preuves d'asymétrie entre les moitiés gauche et droite des feuilles. Par exemple, chez certaines espèces de plantes, les moitiés gauches des feuilles sont plus grandes que les moitiés droites. Chez d'autres espèces, les moitiés gauches des feuilles ont plus de dentelures que les moitiés droites.

Les causes de l’asymétrie des feuilles ne sont pas entièrement comprises, mais on pense qu’elles sont dues à une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux. Les facteurs génétiques qui contribuent à l'asymétrie des feuilles comprennent l'expression de gènes qui régulent le développement des feuilles. Les facteurs environnementaux qui peuvent affecter l'asymétrie des feuilles comprennent la disponibilité de la lumière, la disponibilité de l'eau et la présence d'autres plantes.

Les conséquences fonctionnelles de l’asymétrie des feuilles ne sont pas non plus entièrement comprises. Cependant, on pense que l’asymétrie des feuilles pourrait aider les plantes à optimiser leur absorption de lumière et leur efficacité d’utilisation de l’eau. Par exemple, les moitiés gauches des feuilles, plus grandes, peuvent aider les plantes à capter plus de lumière du soleil. Les moitiés gauches des feuilles, plus dentelées, peuvent aider les plantes à réduire la perte d'eau par transpiration.

Dans cette étude, nous avons étudié l'asymétrie gauche-droite des feuilles d'Arabidopsis et de tomate. Nous avons constaté que les moitiés gauches des feuilles des deux espèces sont généralement plus grandes et présentent plus de dentelures que les moitiés droites. Nous avons également constaté que l’expression des gènes impliqués dans le développement des feuilles et la photosynthèse est distribuée de manière asymétrique entre les moitiés gauche et droite des feuilles. Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur les causes et les conséquences de l'asymétrie des feuilles.

Matériels et méthodes :

Matériaux végétaux. Arabidopsis thaliana écotype Columbia-0 (Col-0) et tomate (Solanum lycopersicum cv. Heinz 1706) ont été cultivées dans une chambre de croissance dans des conditions environnementales contrôlées (22°C, photopériode de 16 h de lumière/8 h d'obscurité, 60 % de densité relative). humidité).

Mesures des feuilles. La longueur et la largeur des moitiés gauche et droite des feuilles ont été mesurées à l’aide d’un pied à coulisse numérique. Le nombre de dentelures sur les moitiés gauche et droite des feuilles a été compté à l'aide d'un microscope à dissection.

Analyse de l'expression des gènes. L'ARN a été extrait des moitiés gauche et droite des feuilles et utilisé pour synthétiser l'ADNc. L’ADNc a ensuite été utilisé pour effectuer une analyse PCR quantitative en temps réel de l’expression de gènes impliqués dans le développement des feuilles et la photosynthèse.

Résultats :

Asymétrie des feuilles chez Arabidopsis et tomate. Nous avons constaté que les moitiés gauches des feuilles d’Arabidopsis et de tomate sont généralement plus grandes que les moitiés droites. Chez Arabidopsis, les moitiés gauches des feuilles étaient en moyenne 10 % plus grandes que les moitiés droites. Chez la tomate, les moitiés gauches des feuilles étaient en moyenne 15 % plus grandes que les moitiés droites.

Nous avons également constaté que les moitiés gauches des feuilles d’Arabidopsis et de tomate présentent plus de dentelures que les moitiés droites. Chez Arabidopsis, les moitiés gauches des feuilles présentaient en moyenne 15 % de dentelures en plus que les moitiés droites. Chez la tomate, les moitiés gauches des feuilles présentaient en moyenne 20 % de dentelures en plus que les moitiés droites.

Asymétrie de l'expression des gènes chez Arabidopsis et la tomate. Nous avons constaté que l'expression des gènes impliqués dans le développement des feuilles et la photosynthèse est distribuée de manière asymétrique entre les moitiés gauche et droite des feuilles. Par exemple, le gène codant pour le facteur de transcription AS1 est exprimé plus fortement dans les moitiés gauches des feuilles d’Arabidopsis et de tomate. AS1 est connu pour réguler le développement des dentelures des feuilles et nos résultats suggèrent qu'il pourrait également jouer un rôle dans l'asymétrie gauche-droite des feuilles.

Discussion :

Nos résultats révèlent un niveau de complexité jusqu’alors méconnu dans le développement et la fonction des feuilles. L’asymétrie gauche-droite des feuilles est probablement due à une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux et a des conséquences fonctionnelles sur l’absorption de la lumière et l’efficacité de l’utilisation de l’eau. Des études supplémentaires sont nécessaires pour étudier les causes et les conséquences de l'asymétrie des feuilles et pour déterminer le rôle qu'elle joue dans l'adaptation des plantes.

Conclusion :

En conclusion, notre étude apporte de nouvelles informations sur l’asymétrie gauche-droite des feuilles d’Arabidopsis et de tomate. Nous avons constaté que les moitiés gauches des feuilles des deux espèces sont généralement plus grandes et présentent plus de dentelures que les moitiés droites. Nous avons également constaté que l’expression des gènes impliqués dans le développement des feuilles et la photosynthèse est répartie de manière asymétrique entre les moitiés gauche et droite des feuilles. Ces résultats constituent une base pour de futures études sur les causes et les conséquences de l'asymétrie des feuilles.