Diversité et évolution de la microsporogenèse chez les palmiers (Arecaceae) en relation avec la détermination du type apertural

Diversity and evolution of microsporogenesis in palms (Arecaceae) in relation to the aperture pattern determination

• Auteur / Autrice : Julie Sannier
• Direction : Sophie Nadot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Cytocinèse

Grain de pollen

Evolution

Microscopie

Tétrade

Résumé

La microsporogenèse ou méiose mâle des plantes à graines mène une cellule mère diploïde, le microsporocyte, à quatre microspores haploïdes disposées en tétrade et séparées par des parois de callose. Chacune d’entre elles devient ensuite un grain de pollen (gamétophyte mâle). C’est au cours de la microsporogenèse qu’est déterminé le type apertural des grains de pollen, défini par la forme, le nombre et l’arrangement des apertures à la surface pollinique. Nous avons choisi d’étudier la diversité et l’évolution de la microsporogenèse chez les palmiers (Arecaceae). Malgré la production d’un seul type pollinique majoritaire, le pollen monosulqué (une aperture en forme de sillon localisée au pôle distal), la microsporogenèse s’est avérée très variable. En effet, la cytocinèse peut être successive, simultanée ou mixte, les parois intersporales se forment de manière centrifuge ou centripète et les tétrades adoptent une grande variété de formes, en proportions variables. Ainsi, un même type de pollen peut être produit par diverses voies de développement. Nous avons reconstruit l’évolution des caractères précédents chez les palmiers par la méthode du maximum de parcimonie et celle du maximum de vraisemblance. Les caractères de la microsporogenèse étant très variables, l’inférence des états de caractères aux nœuds les plus ancestraux est incertaine. Il semblerait tout de même que la cytocinèse ancestrale à l’ensemble des espèces de palmier échantillonnées soit successive et que les tétrades formées soient tétragonales. Chez les Arecaceae, la relation suggérée par Ressayre et al. (2002) entre le type apertural et la microsporogenèse n’a pas pu être mise en évidence.

Microsporogenesis or male meiosis in seed plants is the process leading to a tetrad of four haploïd microspores separated by callose walls from a diploid mother cell, or microsporocyte. Each of them then matures into a pollen grain (male gametophyte). The aperture pattern of pollen grains, defined as the form, number and position of apertures on the pollen surface, is determined during microsporogenesis. We have chosen to examine the diversity and evolution of microsporogenesis in palms (Arecaceae). In spite of the production of only one major pollen type, the monosulcate pollen (a single aperture furrow-shaped located at the distal pole), microsporogenesis was found unexpectedly variable. Indeed, cytokinesis can be of the simultaneous or successive type or even mixed, intersporal wall formation can be either centripetal or centrifugal and tetrads present a wide range of different forms varying in proportion. Different developmental pathways can then lead to the production of only one pollen type. We have reconstructed the evolution of the previous characters using both Maximum Parsimony and Maximum Likelihood methods. Due to the high variability found in the characters examined, the inference at the ancestral nodes was often equivocal. However, we suggest that the ancestral type of cytokinesis involved a cytokinesis of the successive type and resulted in tetragonal tetrads. In Arecaceae, the relationship suggered by Ressayre et al. (2002) between the aperture pattern and microsporogenesis could not be highlighted.