Photopériodisme et moment de la floraison

De nombreuses plantes fleurissent en réponse à la durée du jour, utilisant des photorécepteurs et une horloge interne pour interpréter les saisons et synchroniser leur reproduction, ce qui constitue l'un des problèmes classiques de la physiologie végétale désormais compris au niveau moléculaire.

Definition

Le photopériodisme est la réponse des plantes à la durée relative du jour et de la nuit, et le contrôle du moment de la floraison est l'intégration de ces signaux et d'autres indices dans la décision de passer de la croissance végétative à la floraison.

Scope

Ce sujet aborde le photopériodisme et la classification des plantes en jours longs, jours courts ou indifférentes à la photopériode, les photorécepteurs et l'horloge circadienne qui mesurent la durée du jour, le signal du florigen, et le rôle de la vernalisation dans le contrôle génétique du moment de la floraison.

Core questions

• Comment les plantes mesurent-elles la durée du jour pour synchroniser la floraison ?
• Quelle est la nature du signal mobile qui induit la floraison ?
• Comment la photopériode, la vernalisation et les signaux internes se combinent-ils pour contrôler le moment de la floraison ?

Key theories

Modèle de coïncidence du photopériodisme

La durée du jour est perçue lorsque la lumière coïncide avec une fenêtre de sensibilité régulée par l'horloge, de sorte que les photorécepteurs et l'horloge circadienne déterminent ensemble si une plante perçoit des jours longs ou courts.

Le florigen comme signal mobile de floraison

Les feuilles percevant la photopériode inductive produisent un signal mobile, identifié comme la protéine FT, qui se déplace vers l'apex caulinaire et déclenche la transition vers la floraison.

Mechanisms

Les photorécepteurs — phytochromes et cryptochromes — transmettent l'information lumineuse à l'horloge circadienne, qui régule l'expression de régulateurs tels que CONSTANS de sorte que les gènes favorisant la floraison ne sont activés que lorsque la lumière se situe dans une fenêtre définie par l'horloge, distinguant ainsi les conditions de jours longs de celles de jours courts. Les feuilles induites produisent la protéine FT, le florigen longtemps recherché, qui se déplace via le phloème vers l'apex caulinaire et, avec des protéines partenaires, active les gènes d'identité florale. Chez de nombreuses espèces, une voie distincte de froid prolongé, la vernalisation, lève la répression épigénétique de la floraison, alignant la reproduction avec le printemps.

Clinical relevance

Le contrôle du moment de la floraison est central en agriculture et en horticulture, déterminant l'adaptation géographique des cultures, la planification de la production en serre et la sélection de variétés adaptées à des durées de jour et des saisons de croissance particulières.

History

Garner et Allard ont décrit le photopériodisme en 1920, et Chailakhyan a proposé le concept de florigen dans les années 1930 ; la génétique moléculaire chez les plantes modèles a ensuite identifié les photorécepteurs, les composants de l'horloge et la protéine FT qui incarne le signal du florigen.

Key figures

• Wightman Garner
• Harry Allard
• Mikhail Chailakhyan

Seminal works

• taiz2015
• buchanan2015

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'une plante de jours courts ?

Une plante de jours courts fleurit lorsque la durée de la nuit dépasse une valeur critique — c'est-à-dire lorsque les jours sont courts — même si c'est en réalité la durée de l'obscurité ininterrompue que la plante mesure ; des exemples incluent les chrysanthèmes et de nombreuses espèces à floraison automnale.

Qu'est-ce que le florigen ?

Le florigen est le signal mobile de floraison produit dans les feuilles sous une durée de jour inductive ; longtemps recherché, il a été identifié comme la protéine FT, qui se déplace vers l'extrémité de la pousse pour déclencher la floraison.