De la graine à la plantule

Introduction

La graine provient de la fécondation, elle contient l’embryon. Son rôle :

- Reproduction

- Dissémination de l’espèce

- Résistance
I) Les graines contiennent un embryon
1 Les graines ont toutes la même structure fondamentale
1.1 Différences entre fruit et graine

L’ovule se développe en graine, et contient donc l’embryon et réserves. Chez les angiospermes, la graine est toujours dans un fruit. Ces fruits peuvent être charnus ou sec. On observe deux catégories de fruit charnus :

- Baie

- Drupe

Les fruits n’interviennent pas dans la germination.

1.2 Réserve des graines

Elles sont différentes en fonction du lieu de stockage. (Périsperme, cotylédon, albumen) :

Figure 1

- Graine amylacées à contiennent de l’amidon, ex : céréales

- Graine protéagineuse à contiennent des protéines, ex : le poivre

- Graine oléoprotéagineuse à contiennent des lipides, ex : tournesol, soja…
2 Le caryopse de blé peut être pris comme exemple… Piège !
2.1 Structure du grain de blé

Figure 2 :

La couche aleurone : on y trouve des vacuoles déshydratées, ce sont des vacuoles que l’on appelle grain d’aleurone.

Dans la couche aleurone, on a une réserve structurale, qui permet la fabrication d’autres protéines



Figure 3 : L’embryon dans la graine en hiver :

Structure déshydraté, l’embryon ne fait plus de mitose, les cellules méristèmatiques (caulinaire notamment) sont bloquées en phase G1, on dit alors G01 car bloquée.

Les cellules méristèmatiques racinaires sont bloquées en G01 et G02, la graine est alors en dormance, ce qui lui permet de passer l’hiver.

Il est possible d’avoir plusieurs types de dormances :

- Mécanique

- Physiologique

Ex : graine de laitue, dormance physiologique, car la graine ne peut pas germer tant qu’il n’y a pas de lumière rouge.

La graine doit recevoir un stimulus extérieur pour lever sa dormance.

La germination se déroule en 3 étapes après la levée de dormance :

- imbibition

- redémarrage métabolique

- thermogénèse

On distingue deux types de germination :

- Hypogée

- Epigée

=Absence d’eau

Figure 4 : Le tégument possède 2 couche, une de mucilage, qui absorbe l’eau et gonfle, l’eau rentre donc dans les téguments.

Figure 5 : Téguments et cotylédon absorbe progressivement de l’eau, mais l’embryon en absorbe énormément via des transporteurs, les aquaporines.

Figure 6 : L’eau rentre très vite dans les 12 premières heures, puis stagnation, puis recommence, la quantité d’O2 absorbée suit la courbe de l’eau. A partir du stade III, il n’est plus possible de retirer la graine du milieu, sinon elle meurt.

L’imbibition mélange des phénomènes passifs et actifs :

- Passif : l’eau rentre passivement dans le tégument

- Actif : Etape plus ou moins rapide, l’eau est transportée.

Dès la phase III, on constate 3 phénomènes :

- Réserves diminues (amidon, lipide...)

- + d’activité enzymatique

- Forte biosynthèse de gibbérelline

Technique d’hybridation in situ

Figure 7 : Résultats de l’hybridation in situ :

Ce gène s’exprime que dans la couche à aleurone, l'amylase est synthétisée dans cette couche, et migrera dans les réserves.

Figure 8 : Résumé :

H2O à L’embryon se réveille, synthétise de la gibbérelline, qui part dans toute la graine, toutes les cellules n’ont pas de récepteurs à gibbérelline, mais la couche à aleurone en a, donc la synthèse enzymatique démarre.

Ce phénomène a pour but de favoriser la synthèse de monoamines aliphatiques au moment de la pollinisation ce qui attire les insectes endothermes pollinisateurs.

Quand la plantule sort, on a la triple réponse vis-à-vis de l’éthylène (Neljubow 1901) :

- Inhibition de l’élongation de la tige

- Augmentation de la croissance radiale

- Perturbation du tropisme

L’éthylène est fabriqué par la plante, mais la plante est également sensible à cette substance :

- Levé de dormance

- Imbibition redémarrage

- Thermogénèse

- Rôle de la gibbérelline et de l’éthylène

- Evitement de l’ombre