Épigénétique, du jeu dans les gènes Publié le

Comment les plantes défient le temps ?

Les végétaux défient le temps. Les arbres grandissent sans fin, les plantes renaissent et refleurissent à chaque printemps, voici les champions de la survie et de l'adaptation. Leurs particularités épigénétiques intéressent la biologie et l’agriculture. Quels sont leurs secrets ?

Un épisode de la série "Epigénétique, du jeu dans les gènes".

Réalisation : Noak Carrau

Production : L'Heure Bleue Production - Universcience - Institut Curie - Les productions de l'oeil sauvage

Année de production : 2015

Durée : 5min56

Accessibilité : sous-titres français

Comment les plantes défient le temps ?

Episode 6

Comment les plantes résistent au temps

Commentaires en voix-off en jaune

00’00

Générique

Dans la cellule, au cœur du noyau, le chromosome est constitué d’un long fil d’ADN.

Ce fil supporte les quelques dizaines de milliers de gènes qui composent la carte d’identité de notre espèce.

Mais la vie nécessite un choix parmi ces gènes, une lecture épigénétique sélective qui accompagne chacune de nos cellules, de la première, le zygote, jusqu’à notre mort.

00’31

Intro plastiline

Les végétaux défient le temps. Les arbres grandissent sans fin, les plantes renaissent et refleurissent à chaque printemps, voici les champions, de la survie et de l'adaptation. Leurs particularités épigénétiques intéressent la biologie et l’agriculture. Quels sont leurs secrets ?

00’58

Titre

Comment les plantes résistent au temps

01’06

Intro

Daphné Autran

Une grande différence entre les animaux et les végétaux, c'est le mouvement et l'immobilité.

Les végétaux sont immobiles et leur vie statique les oblige à s'adapter perpétuellement aux fluctuations de l'environnement.  Et d’adapter leur morphologie notamment.

01’22

La stratégie des végétaux c'est de produire des organes, des tissus tout au long de la vie.

01’28

Ils font ça grâce à des groupes de cellules spécialisées, les méristèmes.

Donc les méristèmes sont des groupes de cellules souches, c’est donc un système pour, à la fois produire des organes, et s’auto-renouveler en tant que réserve de cellules.

01’44

Commentaire

Ainsi dans les forêts tropicales, les plantes et les arbres croissent-ils sans cesse. Dans les zones tempérés, pour survivre à l'hiver, les végétaux entrent en dormance avant de refleurir au printemps. L'épigénétique orchestre cette symphonie végétale. Mais comment ?

01’57

02’08

D. Autran

Schéma

Un exemple très intéressant est la mise à fleur.

Donc les plantes ont un système pour sentir l'hiver, conditions défavorables, et le retour du printemps, condition favorable.

Ce système consiste en des marques épigénétiques déposées sur le gène FLC, qui est un répresseur de la floraison.

Donc il est actif en hiver et quand vient le printemps, des marques épigénétiques éteignent la transcription de ce gène.

02’22

D. Autran

 intro Labo

Alors nous ce qu'on essaye de faire au laboratoire, c'est de comprendre quelles sont les marques épigénétiques qui se transmettent au cours de la formation des gamètes et à la génération suivante.

02’34

Commentaire

En décryptant ces mécanismes épigénétiques au sein même de la graine, on espère arriver à transmettre certaines qualités d'une plante à l'autre.

02’42

Laboratoire Mathieu

Donc voici une plante d’arabidopsis thaliana en fleur. Donc c’est une plante de laboratoire qui s’apparente à la moutarde.

02’48

Labo 

Donc maintenant je vais disséquer une fleur pour accéder à ses cellules reproductrices, pour observer en microscopie con-focale ses dynamiques de marques épigénétiques.

Donc voilà maintenant on a disséqué notre fleur, et notamment prélevé les ovules qui contiennent les cellules reproductrices. Donc actuellement on s'intéresse précisément à une marque épigénétique qui est la méthylation de l'ADN.

Donc en suivant cette protéine fluorescente on doit être capable de suivre la dynamique de cette marque épigénétique au cours du temps.

03’14

On voit qu'au niveau de cette cellule, la distribution de la fluorescence est asymétrique, puisqu'elle est focalisée à certains points, et donc ça c'est une découverte euh importante puisque c'est pour la première fois qu'on est capable de suivre cette marque épigénétique au cours de la reproduction sexuée.

03’30

Commentaire

Arabidopsis Thaliana est un outil précieux. Cette petite plante au cycle de reproduction court  permet d’observer les transmissions épigénétiques au fil des générations

03’50

Laboratoire Daphné conclusion

Une particularité des plantes est leur grande capacité à se reproduire de façon clonale, par exemple par bouturage des tiges, des racines, mais il existe aussi des modes de reproduction clonale par les graines, c'est ce qu'on appelle l'apomixie : apo = sans mixie = mélange, sans mélange des génomes mâle et femelle.

 04’14

Commentaire

L'apomixie est une propriété de certaines plantes sauvages dont les graines asexuées produisent des clones de la plante mère. Des mécanismes épigénétiques entrent en jeu.

04’23

Daphné labo

Pourtant ce serait un outil extrêmement puissant pour l’agriculture, puisque ça permettrait de fixer en une seule, une seule génération, un seul croisement, des caractères d’intérêt. Par exemple, et surtout, par exemple la résistance à la sécheresse, des caractères de résistance à des bio-agresseurs, à des parasites, et surtout ce qui est intéressant, c’est que ça permet du coup de sélectionner des caractères locaux, adaptés à des situations locales.

04’52

Daphné labo

Et on comprend que nos recherches sont complètement adossées à la diversité des plantes cultivées. La recherche sur les variétés anciennes qui sont souvent plus adaptées aux conditions locales que les variétés privilégiées par l’agriculture intensive.

05’09

Daphné labo

Et les enjeux sont évidant étant donné que  800 millions de personnes sont encore sous alimentées dans le monde.

05’16

Plans de conclusion

Le maintien de la biodiversité végétale s’impose face au danger de la monoculture. Comprendre et maîtriser les mécanismes épigénétiques de la reproduction permettra de fixer des caractères adaptés localement. Voici l’un des défis de l’agriculture durable.

05’33

Générique de fin

Réalisation : Noak Carrau

Production : L'Heure Bleue Production - Universcience - Institut Curie - Les productions de l'oeil sauvage

Année de production : 2015

Durée : 5min56

Accessibilité : sous-titres français