Primordium

Définition

Un primordium est le premier stade de développement d'une feuille ou d'une pièce florale, au niveau de l'apex, lors du bourgeonnement d'une feuille au cours de la préfoliation, préfoliaison ou vernation. Le limbe de la feuille a une disposition particulière avec le méristème. Le pluriel est primordia ou primordiums.

Voir les principes des ébauches d'organes végétaux.

Les primordiums de la fleur de Zingiber zerumbet :

Les analyses du transcriptome fournissent des informations sur le développement de la fleur de Zingiber zerumbet (amome sauvage ou gingembre shampooing), révélant des gènes potentiels liés à la formation et à la structuration des organes floraux. Légende : ab = face abaxiale, ad = face adaxiale, B = bractée (primordium), bp = primordium de bractéole, c = primordium de carpelle, ca = calice, cl = lobe central du labelle, cp = primordium commun, fb = contrefort floral, fc = coupe florale, fp = primordium floral, IM = méristème de l'inflorescence, ia = primordium interne de l'androcée, ll = lobe latéral du labelle, oa = primordium externe de l'androcée, p = pétale, s = étamine, sa = appendice conjonctif de l'étamine, se = primordium sépale, *indique une étamine avortée. La couleur du carpelle représente sa profondeur longitudinale. Plus la couleur est foncée, plus le style est long.

Explications

Plus généralement, en botanique, le primordium est l'état rudimentaire dans lequel se trouve un organe végétal (plante et champignons) en formation, habituellement protégé à l'intérieur d'un bourgeon chez les spermatophytes. Le primordium peut révéler une morphe variable en raison de conditions environnementales particulières : c'est un cas de phénotypisme étudié en phyllotaxie au cours de la morphogenèse des feuilles (et des fleurs).

Les cellules du primordium sont appelées cellules primordiales. Un primordium est l'ensemble de cellules le plus simple capable de déclencher la croissance de l'organe en devenir et la base initiale à partir de laquelle un organe peut grandir. Chez les plantes à fleurs, un primordium floral donne naissance à une fleur.

Bien qu'il soit un terme fréquemment utilisé en biologie végétale, le mot primordium (ou primordia au pluriel) est utilisé pour décrire la biologie de tous les organismes multicellulaires. Par exemple : un primordium dentaire chez les animaux, un primordium foliaire chez les plantes ou un primordium sporophore chez les champignons.

Les plantes produisent à la fois des cellules de primordium de feuille et de fleur au méristème apical de pousse. Le développement de primordiums chez les plantes est essentiel au bon positionnement et au développement des organes et des cellules de la plante. Le processus de développement primordial est étroitement régulé par un ensemble de gènes qui affectent le positionnement, la croissance et la différenciation du primordium. Les gènes incluant STM (méristème) et CUC (cotylédon) sont impliqués dans la définition des frontières du primordium nouvellement formé.

L'hormone végétale auxine a également été impliquée dans ce processus, le nouveau primordium étant initié au niveau du placenta, là où la concentration d'auxine est la plus élevée. Il y a encore beaucoup à comprendre sur les gènes impliqués dans le développement de primordiums.

Primordium foliaire

Les primordia foliaires (primordiums foliaires) sont des groupes de cellules qui formeront de nouvelles feuilles. Ces nouvelles feuilles se forment près du sommet de la pousse et ressemblent à des excroissances noueuses ou à des cônes inversés.

Primordium floral

Les primordia de fleurs (primordiums floraux) sont les petits bourgeons que nous voyons à la fin des tiges, à partir de laquelle les fleurs se développeront. Les primordia des fleurs commencent comme un pli ou une indentation et forment plus tard un renflement. Ce renflement est causé par une croissance plus lente et moins anisotrope ou dépendant de la direction. C'est un cas d'anisotropie.

Primordium de migration

La migration guidée du primordium est un processus fascinant, car le primordium migre le long de l'axe embryonnaire, rencontrant ainsi de nombreux indices de position différents. Néanmoins, l'ébauche ne s'égare pas sur son chemin, mais migre tout droit le long du myoseptum horizontal (un tissu conjonctif le long de la ligne médiane du tronc) vers l'extrémité de la queue.

Plusieurs études ont démontré que la signalisation des chimiokines est le principal système de guidage utilisé par le primordium. Le ligand de chimiokine Sdf1 est exprimé dans les cellules le long du myoseptum horizontal, préfigurant la piste sur laquelle l'ébauche va migrer. Les deux récepteurs Sdf1 Cxcr4b et Cxcr7b, quant à eux, sont exprimés dans des régions complémentaires de l'ébauche.

Au départ, on pensait que Sdf1 était exprimé dans un gradient qui guide l'ébauche vers l'extrémité de la queue. Cependant, chez certains mutants de poisson zèbre, le primordium se retourne sur lui-même à mi-chemin du tronc et migre vers la tête.

Cette découverte a conduit à l'hypothèse que la protéine Sdf1 n'est pas exprimée sous forme de gradient le long du myoseptum horizontal, mais plutôt que l'ébauche elle-même est polarisée ou est capable de créer un gradient Sdf1 dans l'ébauche. Cette hypothèse est étayée par la découverte que les deux récepteurs de chimiokines cxcr4b et cxcr7b sont exprimés dans des pôles opposés de l'ébauche. Les deux récepteurs sont nécessaires pour la migration dirigée, car la perte de l'un ou l'autre perturbe la migration. Cette découverte semblait initialement déroutante, puisque les deux récepteurs se lient à Sdf1.

Cependant, étant donné qu'aucun des récepteurs n'est indispensable, les deux récepteurs de chimiokines se lient à Sdf1 avec des affinités différentes ou provoquent des réponses intracellulaires distinctes lors de la liaison du ligand. Une belle étude des rôles de la signalisation des chimiokines dans la migration des cellules germinales primordiales (PGC) chez le poisson zèbre a découvert que Cxcr7b peut également fonctionner comme un puits Sdf1 sans activer une cascade de signalisation intracellulaire.

Par conséquent, Cxcr7b module la quantité de Sdf1 disponible pour se lier à Cxcr4b, ce qui permet aux PGC de détecter un gradient de Sdf1 guidant les cellules vers les gonades en développement. Si Cxcr7b agit également comme un puits Sdf1 dans la région arrière du primordium, les combinaisons régionales distinctes d'expression de cxcr4b et cxcr7b dans le primordium pourraient permettre à des cellules individuelles de détecter un gradient Sdf1 nécessaire à la migration dirigée.

Propriétés régulatrices et détermination axiale

L'ébauche du membre précoce est un système hautement régulateur, avec des propriétés similaires à celles décrites pour l'embryon en clivage. Ces propriétés peuvent être résumées avec les expériences suivantes :

1. Si une partie de l'ébauche d'un membre est retirée, le reste se réorganise pour former un membre complet.
2. Si l'ébauche d'un membre est divisée en deux moitiés et que celles-ci ne peuvent pas fusionner, chaque moitié donne naissance à un membre complet (phénomène de jumelage).
3. Si deux moitiés équivalentes d'un ébauche de membre sont juxtaposées, un membre complet se forme.
4. Si deux disques de membre équivalents sont superposés, ils se réorganisent pour former un seul membre.
5. Chez certaines espèces, le mésoderme des membres désagrégés peut se réorganiser et former un membre complet.

L'organisation du membre est généralement liée au système de coordonnées cartésiennes. L'axe antéropostérieur va du premier doigt (antérieur) au cinquième doigt (postérieur). Le dos de la main ou du pied est dorsal et la paume ou la plante du pied est ventrale. L'axe proximodistal s'étend de la base du membre à l'extrémité des doigts.

Stades de développement d'une fleur

Onze stades de développement existent chez la fleur de Z. zerumbet (image) :

• Stade 1 : le contrefort floral apparaît.
• Stade 2 : primordiums floral et de bractéole.
• Stade 3 : apparition des primordiums des sépales.
• Stade 4 : le calice synsépale et le primordium commun adaxial apparaissent.
• Stade 5 : apparition des primordiums communes abaxiaux et de la coupe florale.
• Stade 6 : pétale adaxial et étamine fertile apparaissent.
• Stade 7 : les pétales abaxiaux et les primordiums internes d'androcées apparaissent.
• Stade 8 : les formes du lobe central et les primordiums externes d'androcées apparaissent.
• Stade 9 : le calice renferme les organes floraux internes et le primordium du carpelle apparaît.
• Stade 10 : le style se développe rapidement et l'appendice conjonctif de l'étamine se différencie.
• Stade 11 : le labelle à trois lobes se forme et tous les organes floraux arrivent à maturité.

En rapport avec "primordium"

• ébauches d'organes végétaux

  

  Les ébauches d'organes végétaux sont essentielles pour définir la forme et le succès de la plante dans des conditions environnementales en constante évolution.

• méristème primaire

  

  Les méristèmes primaires sont situés à l'apex des racines et dans les bourgeons apicaux à l'extrémité des tiges et des rameaux (méristèmes apicaux), dans...

• préfoliation

  

  La préfoliation est la période de formation des nouvelles feuilles ou frondes chez les végétaux.

• vernation

  

  Une vernation est un terme qui dérive du printemps et indique une floraison ou foliation printanière, ou plutôt une préfloraison ou encore une préfoliation (ou...