Cauliflower fractal forms arise from perturbations of floral gene networks
2021
Azpeitia, Eugenio | Tichtinsky, Gabrielle | Le Masson, Marie | Serrano-Mislata, Antonio | Lucas, Jérémy | Gregis, Veronica | Gimenez, Carlos | Prunet, Nathanaël | Farcot, Etienne | Kater, Martin | Bradley, Desmond | Madueño, Francisco | Godin, Christophe | Parcy, Francois | Reproduction et développement des plantes (RDP) ; École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Régulateurs du développement de la fleur (Flo_RE) ; Physiologie cellulaire et végétale (LPCV) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA) | Physiologie cellulaire et végétale (LPCV) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; 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University of Nottingham, UK (UON) | John Innes Centre [Norwich] ; Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) | Simulation et Analyse de la morphogenèse in siliCo (MOSAIC) ; Centre Inria de l'Université Grenoble Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria) | INRAE Caulimodel project | Inria Project Lab Morphogenetics | Biotechnology and Biological Sciences Research Council BBSRC | Spanish Ministerio de Ciencia Innovación and FEDER (grant no. PGC2018-099232-B-I00) | ANR-07-BSYS-0002,FLOWER MODEL,Modélisation de la croissance et de la régulation des gènes dans les organes floraux(2007) | ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010) | ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017) | European Project: 773875,H2020,ROMI(2017)
International audience
Show more [+] Less [-]English. Throughout development, plant meristems regularly produce organs in defined spiral, opposite, or whorl patterns. Cauliflowers present an unusual organ arrangement with a multitude of spirals nested over a wide range of scales. How such a fractal, self-similar organization emerges from developmental mechanisms has remained elusive. Combining experimental analyses in an Arabidopsis thaliana cauliflower-like mutant with modeling, we found that curd self-similarity arises because the meristems fail to form flowers but keep the “memory” of their transient passage in a floral state. Additional mutations affecting meristem growth can induce the production of conical structures reminiscent of the conspicuous fractal Romanesco shape. This study reveals how fractal-like forms may emerge from the combination of key, defined perturbations of floral developmental programs and growth dynamics.
Show more [+] Less [-]AGROVOC Keywords
Bibliographic information
This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique