Dissection des premières étapes de la reproduction chez Arabidopsis par imagerie cellulaire en temps réel

Francés. La spécificité cellulaire, la croissance et le développement des organismes pluricellulaires dépendent d’une communication qui s’établit soit avec le milieu extérieur soit entre les différents tissus qui les constituent. Les informations issues de signaux extracellulaires sont perçues par la cellule et traduits par des réactions intracellulaires. La reproduction sexuée chez les plantes est un exemple de communication cellulaire. Une communication s’établit entre les partenaires mâles et femelles dès le dépôt du grain de pollen (contenant les gamètes mâles) à l’extrémité de l’organe femelle appelé stigmate et composé de nombreuses cellules épidermiques, les papilles stigmatiques. Chez certaines espèces, les organes mâles et femelles sont proches, enfermés dans la fleur, ce qui favorise le dépôt du pollen sur son propre stigmate (autopollinisation). Afin d’empêcher la consanguinité et favoriser le brassage génétique, certaines espèces sont capables de rejeter leur propre pollen, on parle alors de réponse auto-incompatible et d’espèces auto-incompatibles. Chez les Brassicacées, ce rejet dépend d’une réaction récepteur-ligand qui intervient dès le dépôt du pollen sur les papilles stigmatiques. L’autopollen est bloqué à la surface du stigmate alors qu’un pollen génétiquement différent de la femelle sera accepté et produira une descendance. Arabidopsis thaliana, appartenant à la famille des Brassicacées, a perdu au cours de l’évolution cette capacité à rejeter son propre pollen. Il est toutefois possible de réactiver cette réponse en ré-introduisant par transgenèse, un couple récepteur-ligand fonctionnel provenant de l’espèce proche Arabidopsis lyrata, auto-incompatible. L’objectif de ce travail est de disséquer les premières étapes de reconnaissance entre les cellules stigmatiques et les grains de pollen compatibles et incompatibles. Nous avons mis en place un système semi in vivo permettant de suivre, par microscopie confocale, le devenir des grains de pollen à la surface stigmatique, ainsi que de visualiser les mouvements cellulaires ou les modifications structurales qui interviennent dans la cellule femelle lors de l’interaction. Nous avons montré que le blocage du pollen incompatible intervient à plusieurs niveaux, précocement lors de l’activation du grain de pollen ou plus tardivement lors de la pénétration de la surface stigmatique. Nous avons également visualisé des mouvements du cytosquelette d’actine dans la papille stigmatique au niveau du point de contact avec le pollen compatible résultant de la communication cellulaire générée par la rencontre des deux partenaires.