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Cours n°7 Fecondation graines .pdf



Nom original: Cours n°7 Fecondation_graines.pdf
Auteur: Pierre Carol

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4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
 3.  Embryogenèse  
 4.  Développement  du  fruit  
 5.  L’hormone  éthylène  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
 3.  Embryogenèse  
 4.  Développement  du  fruit  
 5.  L’hormone  éthylène  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

è  1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
 3.  Embryogenèse  
 4.  Développement  du  fruit  
 5.  L’hormone  éthylène  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Réduction dans l’espace et le temps de la phase gamétophytique

Bryophytes

Ptéridophytes

Gymnospermes

Angiospermes
4

Hepatophyte Anthocerotophyte Bryophyte
hépatique

Lycophyte Sphenophyte Pteridophyte Plantes à graine

mousse

fougère

Plantes Vasculaires

Bryophytes

graines

Lignification des vaisseaux
Sporophyte

Stomate  

Arbre des Embryophyte

Bryophytes (mousses et plantes apparentées)

Bryophytes : 25.000 espèces
- Hépatiques
- Anthocérotes
- Mousses

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Pas  de  véritables  feuilles  
Pas  de  vaisseaux  conducteurs,  pas  de  
racines  
Reproduc>on  par  gamètes  aqua>ques  
(anthérozoïdes  biflagellés)  
Pas  de  >ssus  ligneux  (pas  de  >ges  rigides)  
Rhizoïdes  
Confinées  aux  milieux  humides  

Cycle hétérosporé hétéroprothallé des mousses

8

Hepatophyte Anthocerotophyte Bryophyte
hépatique

Lycophyte Sphenophyte Pteridophyte Plantes à graine

mousse

fougère

Plantes Vasculaires

Bryophytes

graines

Lignification des vaisseaux
Sporophyte

Stomate  

Arbre des Embryophyte

Ptéridophytes : 10.000 espèces
Un exemple : les fougères
• 
• 
• 
• 

Vaisseaux conducteurs
Racines et feuilles
Tissus ligneux
Reproduction par gamètes aquatiques

Cycle homosporé homoprothallé des fougères

11

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Evolution du gamétange femelle

Disparition de l’archégone
chez les Angiospermes
Angiospermes

Bryophytes

Ptéridophytes

Gymnospermes

Angiospermes

12

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Evolution du gamétange mâle
cellule du tube pollinique

paroi

anthérozoïdes

cellule végétative

cellules
prothaliennes

cellule reproductrice
cellule reproductrice

Bryophytes

Ptéridophytes

Gymnospermes

Angiospermes

Disparition de l’anthéridie chez les Gymnospermes et Angiospermes

13

Pinus
Cycas

Cycadophyte

Ginkgo

Ginkgophyte

Phyllocladus

Coniferophyte

Welwitschia

Gnetophyte

Hibiscus

Coniferophyte

angiosperme

Pin

Plantes à fleur

Angiospermes

Gymnospermes

Fleur

Arbre phylogénique des plantes à graines
Chaw et al., 2000

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

"      Cycle  de  développement  des  angiospermes  

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Réduction dans l’espace et le temps de la phase gamétophytique

Bryophytes

Ptéridophytes

Gymnospermes

Angiospermes
16

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 è  2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
   La  double  féconda>on  
   Incompa>bilité  pollen-­‐pis>l  
 3.  Embryogenèse  
 4.  Développement  du  fruit  
 5.  L’hormone  éthylène  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Fécondation de l'ovule par le pollen

Le pollen tombe sur le stigmate
Un long tube se forme à partir
d’une cellule du grain de pollen
Le tube s’enfonce dans le style
jusqu’à l’intérieur de l’ovaire où il
rejoint un ovule
Deux noyaux contenus dans le
grain de pollen « coulent » dans le
tube jusqu’à l’ovule où ils se
fusionnent avec les noyaux de
celui-ci

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Grain de pollen
Tube pollinique dans le
style
Ovule (notez que l’ovule
contient plusieurs
noyaux; deux de ceux-ci
seront fécondés)

Noyaux du grain de
pollen qui fécondent
les noyaux de l’ovule

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Gamétophytique (Nicotiana )

Contrôle génétique de l’auto-incompatibilité

Sporophytique (Brassica)

21

Apocynaceae  
Rubiaceae  

Auto incompatibilité est apparue indépendamment (21 genres de plantes)
Convolvulaceae  
Solanaceae  

ASTERIDS  

Scrophularaceae  
Bignoniaceae  
Oleaceae  
Campanulaceae  
Asteraceae  

GAMETOPHYTIQUE  
SPOROPHYTIQUE  
MELANGE  

Ericaceae  
Sasifragaceae  
Geraniaceae  
Malvaceae  
Brassicaceae  

ROSIDS  

Fabaceae  
Rosaceae  
Begoniaceae  
Betulaceae  
Fagaceae  
Papaveraceae  

22

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Contrôle génétique de l’auto-incompatibilité :
Sporophytique : génotype de la plante mère (le sporophyte 2n) détermine l’identité du pollen.

Sporophytique (Brassica)

23

Le pollen est reconnu
Auto ou exo
Auto
(Self)

Exo
(non-Self)

Tapis de l’anthère
sécrète des déterminants (protéines)

pollen
reconnu
rejeté

Papille du pistil24

Mécanisme Sporophotique :
Pistil : récepteur kinase et S glycoprotéine
Pollen : S cystein rich protein
Si récepteur +glycoprotéine du même
allèle que Protéine cystein-rich =>
inhibition de la croissance

25

Incompatibilité Gamétophytique

solanaceae  

Scrophulariaceae  

Rosaceae  

Contrôle génétique de l’auto-incompatibilité : le génotype du pollen (gamétophyte mâle)
détermine son identité
26

Reproduction sexuée et morphogenèse florale

Contrôle génétique de l’auto-incompatibilité : le génotype du
pollen (gamétophyte mâle) détermine son identité
Gamétophytique (Nicotiana et)

Arrêt de la progression du tube pollinique dans le style

27

Auto

Exo

ARN
dégradation

ARNase
éliminée

X
Croissance inhibée

Croissance
Style du stigmate
28

Autre mécanisme gamétophytoque chez les pavots (Papavéracé )

29

Résumé  
● L’auto-­‐incompatbilité  empèche  l’autoféconda>on  
● 3  mécanismes  différents  décrits  

● Sporophy>que  :  une  reconnaissance  ligand-­‐récepteur  qui  

abou>t  à  une  cascade  de  signalisa>on  
● Gametophy>que  :  dégrada>on  sélec>ve  des  ARNr  par  une  
ARNase    
● Gametophy>que  :    calcium  et  MAPK  signalisa>on  

30

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
 3.  Embryogenèse  
   Les  3  stades  de  l’embryogenèse  
   Importance  de  l’auxine  
   Régula>on  géné>que  
   Cas  des  monocotylédones  
 4.  Développement  du  fruit  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Développement  embryonnaire  des  plantes  :  3  étapes  
 
 -­‐  proembryogenèse  ou  phase  de  segmenta>on  
 
 -­‐  organogenèse  
 
 -­‐  phase  de  matura>on  embryonnaire  

Embryogenèse  sensu  stricto  :  proembryogenèse  +  organogenèse  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

L’embryogenèse  établit  3  grands  principes  de  développement  :  
1-­‐  développement  autour  d’un  axe  apico-­‐basal  
 

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Nucellus  

Ovule  de  plante  supérieure  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

L’embryogenèse  établit  3  grands  principes  de  développement  :  
2-­‐  organisa>on  radiale  des  >ssus  

3-­‐  mise  en  place  des  méristèmes  primaires  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

zygote  

Zygote:  cellule  allongée  et  polarisée  
par>e  apicale  

par>e  basale  

zygote  

La  polarité  du  zygote  entraîne  une  division  assymétrique  qui  donne  :  
   
 -­‐  une  cellule  apicale  
 -­‐  une  cellule  basale  
1ère  division  
assymétrique  

Du zygote à la graine

: Embryogenèse

Le zygote s’allonge, le noyau est dans la partie supérieure

Tissus maternels de l’ovule
zygote

Du zygote à la graine

: Embryogenèse

Première division assymétrique : a, cellule apicale; b, cellule basale

Les deux cellules sont inégales la cellule apicale va donner l’embryon, la cellule basale va donner le
suspenseur

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

proembryogenèse    
(mise  en  place  de  territoires)  
embryon  

stade  
octant  

stade  
dermatogène  

stade  
globulaire  

zygote  

H  :  hypophyse  
su  :  suspenseur  
 
p  :  protoderme  

Du zygote à la graine

: Embryogenèse

Au stade une cellule l’embryon, (en jaune) se distingue du
suspenseur (deux cellules en bleu)

En bleu, le protoderme (futur épiderme)

Stade globulaire tardif, l’hypophyse se divise. Parties inférieurs
et supérieurs de l’embryon ne se divisent pas de la même façon.

Jonction hypophyse
protoderme
Jonction hypophyse
suspenseur

Au stade globulaire tardif : l’hypophyse se divise de façon assymétrique. Une cellule lenticulaire
apparaît, c’est le futur méristème racinaire.
Cellules Isodiamétriques dans la partie supérieure.
Files cellulaires dans la partie inférieure.
On voit bien qu’il y a eu acquisition d’une identité qui défini le mode de division et de croissance
cellulaire.

l’organogenèse:  
La  phase  triangulaire  marque  le  passage  à  la  symétrie  bilatérale  

E  :  épiderme  
COR  :  cortex  
MAR  :  méristème  apical  
racinaire  

stade  
cordiforme  

stade  
triangulaire  

différencia>on  du  
procambium  

stade  
torpille  

stade  cotylédonnaire  :  
courbure  des  cotylédons  

Du zygote à la graine

: Embryogenèse

Symétrie radiale

péricycle

vaisseaux

Du zygote à la graine

: Embryogenèse

Hypocotyle
(tige)
Racine
Méristème racinaire
MAR

Centre quiescent

On distingue nettement la symétrie bilatérale qui se met en place ici avec deux cotylédons

stade  cotylédonnaire  :  
courbure  des  cotylédons  
méristème  caulinaire  

hypocotyle  

radicule  

cotylédons  

méristème  racinaire  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Lignéage  cellulaire  du  zygote  à  l’embryon  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   

Du  zygote  à  la  graine:  
 
Mise  en  place  et  développement  des  fruits  
 

1.  Féconda>on  chez  les  végétaux  
 2.  Pollinisa>on  et  féconda>on  
 3.  Embryogenèse  
   Les  3  stades  de  l’embryogenèse  
   Importance  de  l’auxine  
   Régula>on  géné>que  
   Cas  des  monocotylédones  
 4.  Développement  du  fruit  

4.  Mise  en  place  et  développement  des  fruits

   


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