Mise en place de référentiels morphologiques du développement de la fleur et de la graine chez la chicorée (Cichorium intybus L., Asteraceae)

par Ildephonse Habarugira

Thèse de doctorat en Ingénierie des fonctions biologiques

Sous la direction de Caroline Rambaud.


  • Résumé

    Dans le but de fournir une base de référence utile pour les études relatives au développement de la fleur et de la graine chez Cichorium intybus, le développement normal de la fleur, de l’akène et de la graine a été analysé histologiquement. A l’aide du référentiel établi pour le développement floral normal, nous avons pu montrer que la stérilité mâle nucléaire de type « Edith » observée chez la chicorée est associée à des perturbations dans les cellules du tapis et de la couche moyenne ainsi qu’à une dégénérescence des microspores qui a lieu après la formation des tétrades méiotiques. Les ressemblances histologiques entre le mâle stérile « Edith » avec certains mutants d’Arabidopsis thaliana et du riz ont servi dans le choix de gènes candidats lors de l’étude moléculaire de cette stérilité mâle. D’autre part, la stérilité mâle cytoplasmique nommée «524» créée par fusion de protoplastes de tournesol mâle stérile et de chicorée fertile, a aussi été analysée histologiquement. Lors du développement floral chez le mâle stérile « 524 », la dégénérescence des microspores commence avant la première mitose pollinique, si bien qu’à l’anthèse les grains de pollen sont vides; l’anthère reste indéhiscente et ratatinée et les parois des cellules de l’endothécium n’ont pas l’épaississement lignifié caractéristique de ce tissu. Par ailleurs, la caractérisation morphologique du développement floral chez les plantes portant le cytoplasme « 524 » nous a permis de mettre en évidence l’existence d’un mécanisme de restauration de la fertilité mais dont la nature génétique reste à déterminer. Pour le développement de l’akène et de la graine, la chronologie des événements ainsi que la caractérisation morphologique et physiologique des différents stades du développement de l’akène et de la graine ont révélé l’existence d’une variabilité génétique pour la durée du développement de l’akène et la graine chez la chicorée. Le référentiel du développement de l’akène et de l’embryon zygotique pourra servir notamment aux analyses d’expression des gènes candidats qui ont été identifiés pendant les études antérieures sur l’embryogenèse somatique chez la chicorée.

  • Titre traduit

    Setting up morphological references for flower and seed development in chicory (Cichorium intybus L., Asteraceae)


  • Résumé

    In order to provide a useful reference for morphological studies on flower and seed development in Cichorium intybus, the normal development for these two organs was histologically characterised. With reference to the morphological events during normal flower development, we have shown that nuclear male sterility type "Edith" is associated with disturbances in the tapetum and middle layer cells as well as degeneration of microspores after the formation of meiotic tetrads. Histological resemblance with some mutants in Arabidopsis thaliana and in rice helped for selection of candidate genes for molecular analysis of this male sterility. Moreover, the cytoplasmic male sterility named "524" which was created by fusion of protoplasts from sunflower male sterile and from fertile chicory was also histologically characterised. During flower development in the male sterile “524” degeneration of pollen grains occurs at the first pollen mitosis, so that at anthesis, the pollen grains are empty; the anther locules are unopened and shrivelled and no lignified secondary thickenings are observed in endothecium. Moreover, morphological characterisation of flower development in plants carrying the cytoplasm “524” led us to demonstrate the existence of a mechanism of fertility restoration for which heredity needs to be investigated. For the achene and seed development, the timing of events and morphological and physiological characterisation of developmental stages revealed genetic variability in the duration of achene and seed development in chicory. The reference established for achene and zygotic embryo development will help more particularly analysing expression of genes which have been previously shown to be involved in the somatic embryogenesis process in chicory.


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