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Thématiques de l'équipe GE2Morf

L’équipe GE2MorF a pour objet d’étude l’évolution de l’architecture florale, et plus spécifiquement celle du périanthe, c’est-à-dire l’ensemble des organes stériles impliqués dans la protection des organes fertiles et/ou l’attraction des pollinisateurs.

Les recherches sont menées dans la famille des Ranunculaceae, qui se caractérise par une grande diversité d’architecture du périanthe, en terme de composition (un ou deux types d’organes morphologiquement différenciés) et de symétrie (radiale dans la plupart des espèces, bilatérale dans la tribu des Delphinieae (Ref 1-2, 4-6).

Les questions posées concernent :

  • la conservation chez les eudicotylédones, des réseaux de gènes impliqués dans la formation des pétales, qui sont des structures non-homologues entre les Ranunculaceae et les eudicotylédones dérivées, pétales de nigelles
  • le rôle du redéploiement spatio-temporel du réseau génique dans la diversification des formes de pétales et la symétrie du périanthe dans la sous-famille des Ranunculoideae,
  • le rôle évolutif des caractéristiques du périanthe.

Notre programme comporte trois grands volets :

A. la caractérisation des mécanismes moléculaires contrôlant la formation du pétale chez la nigelle (Nigella damascena L.) et leur évolution au sein d’autres espèces de Ranunculoideae ayant des formes de pétales diversifiées

B. la reconstruction de l’évolution des caractères du périanthe et leur rôle dans la diversification spécifique des Ranunculaceae. Cet aspect est développé grâce à une collaboration avec Sophie Nadot (ESE).

C. l’étude de la variabilité naturelle de la nigelle, et la valeur adaptative comparée des deux morphes. Cet aspect est développé grâce à une collaboration avec Domenica Manicacci (équipe DyGAP).

Les volets A et C prolongent les travaux menés par Beatriz Gonçalves pendant sa thèse (co-encadrement C. Damerval, D. Manicacci) sur la nigelle de Damas. Cette espèce est un outil de choix car elle comporte un dimorphisme floral portant sur la présence/absence de pétales nectarifères. Ce dimorphisme est sous contrôle monogénique, et B. Gonçalves a caractérisé le gène en cause, NdAP3-3 (Ref 3).

Recherches en cours

1. Analyse fine du développement floral comparé des deux morphes, et caractérisation des patrons d’expression des gènes de fonction C  (Jabbour et al. In review).

→ Collaborations : Florian Jabbour (MNHN), Sophie Nadot, Domenica Manicacci.

2. Caractérisation des mécanismes de régulation du gène de fonction B NdAP3-3 dans les deux morphes.

Collaborations : Carine Remoué et Mathieu Falque (ACEP).

3. Inactivation fonctionnelle des gènes de fonction B chez la nigelle et complémentation de mutants d’Arabidopsis pour apprécier le degré de conservation fonctionnelle.

Collaborations : Patrick Laufs (IJPB).

4. Identification des cibles du gène NdAP3-3 au cours du développement floral par RNA-seq comparatif chez les deux morphes,  pour accéder au réseau de gènes impliqués dans la formation du pétale et évaluer sa conservation par rapport aux gènes identifiés dans les espèces modèles.

Collaborations : Domenica Manicacci (DyGAP), Johann Joets et Yannick de Oliveira (ABI), Etienne Delannoy et Vincent Thareau (IPS2).

5. Caractérisation des orthologues de quelques gènes du réseau chez d’autres espèces de Ranunculoideae  ayant des formes de pétales et/ou des architectures du périanthe diversifiées, et analyse de leur évolution moléculaire.

Collaborations : Johann Joets (ABI).

 

Références bibliographiques

  1. Jabbour F, Cossard G, Le Guilloux M, Sannier J, Nadot S, Damerval C. (2014). Specific duplication and dorsoventrally asymmetric expression patterns of Cycloidea-Like Genes in zygomorphic species of Ranunculaceae. PLoS One, 9(4):e95727.
  2. Citerne HL, Le Guilloux M, Sannier J, Nadot S, Damerval C. (2013). Combining phylogenetic and syntenic analyses for understanding the evolution of TCP ECE genes in Eudicots. PLoS One, 8(9):e74803.
  3. Gonçalves B., Nougué O., Jabbour F., Ridel C., Morin H., Laufs P., Manicacci D., Damerval C. (2013). An Apetala3 homolog controls both petal identity and floral meristem patterning in Nigella damascena L. (Ranunculaceae). The Plant Journal, 76: 223-35.
  4. Damerval C., Citerne H., Le Guilloux M., Domenichini S., Dutheil J., Ronse de Craene L., Nadot S. (2013) Asymmetric morphogenetic cues along the transverse plane – shift from disymmetry to zygomorphy in the flower of Fumarioideae.  Am J Bot 100: 391-402.
  5. Citerne H, Jabbour F, Nadot S, Damerval C. (2010). The evolution of floral symmetry. Adv. Bot. Res. 54: 85-137.
  6. Jabbour F, Ronse De Craene LP, Nadot S, Damerval C. (2009). Establishment of zygomorphy on an ontogenic spiral and evolution of perianth in the tribe Delphinieae (Ranunculaceae). Ann Bot, 104: 809-22.