Une étude dirigée par le Dr Yin-Zheng Wang a étudié le mouvement de la stigmatisation chez Chirita pumila, révélant son association avec des cellules contractiles sensibles à l’eau qui se dilatent lorsqu’elles absorbent de l’eau. Ces cellules, remplies d’une structure réticulaire unique, sont responsables des mouvements bidirectionnels du stigmate. Ces mouvements forment un canal pollinique qui facilite l’autopollinisation, une adaptation évolutive probable à des environnements de pollinisation croisée incertains par les insectes.
Le Dr Yin-Zheng Wang de l’Institut de Botanique de l’Académie chinoise des sciences a mené une étude qui a découvert que la stigmatisation de Chirita pumila présente des mouvements. Ce mouvement est directement lié à la sensibilité du stigmate à l’eau. En approfondissant les investigations anatomiques, l’équipe a observé que lors de l’absorption d’eau, un type de cellule spécifique, qui constitue environ la moitié du volume du stigmate, subit une expansion significative. Cette expansion cellulaire fait partie intégrante du mouvement d’extension-contraction du stigmate. Ces cellules nouvellement identifiées ont été appelées « cellules contractiles ».
Caractéristiques des cellules contractiles
Le groupe de recherche a découvert que les cellules contractiles sont remplies de structures réticulaires et que les noyaux ont été comprimés jusqu’aux bords, alors que les cellules du parenchyme sont constituées principalement de grandes vacuoles centrales par Cryo-SEM. Après avoir absorbé l’eau, les cellules contractiles s’allongent considérablement jusqu’à huit fois, toujours remplies d’une structure en réseau.
Cela montre que la structure réticulaire est le principal mécanisme de sensibilité à l’eau, c’est-à-dire que l’absorption et l’expansion de l’eau de la structure réticulaire entraînent l’élongation des cellules de contraction, entraînant un mouvement du stigmate. CLSM a montré que les signaux de fluorescence FM4-64 migraient du plasma membrane à la membrane vacuole dans les cellules du parenchyme, mais il n’y avait aucun signal de membrane vacuole dans les cellules contractiles, et les signaux faibles à différentes longueurs d’onde de rouge et de vert montraient un allongement important des cellules contractiles.
AH, Cellules contractiles en Cryo-SEM/TEM (AD) et cellule parenchymateuse (EH)； IL, Cellules contractiles (K, L) et cellule parenchymateuse (I, J) en CLSM avec signal de fluorescence FM4-64； M, ER- le signal de fluorescence rouge tracker et vert Golgi-tracker dans la stigmatisation via CLSM ； NQ, le mouvement de la stigmatisation et l’autopollinisation sont associés au rythme circadien de l’humidité. Crédit : Science China Press
L’absence de vacuoles dans les cellules contractiles confirme que la substance sensible à l’eau qui absorbe l’eau et se dilate est une structure en réseau et non une vacuole.
L’analyse des signaux TEM et de fluorescence a révélé que la structure du réseau était provoquée par un réticulum endoplasmique avec des ribosomes granulaires, complètement différent des cellules du parenchyme. ARNL’analyse -seq a montré que les profils d’expression des cellules resserrées étaient significativement différents de ceux des cellules du parenchyme.
Expérience sensible à l’eau sur les stigmates lames en vue latérale. Avec la stimulation par l’eau, les stigmates se plient rapidement et avec force, ce qui exerce une puissante pression sur les deux anthères adhérentes. Crédit : Science China Press
Mouvement de stigmatisation et implications en matière de reproduction
Grâce à l’observation sur le terrain, les auteurs ont en outre découvert que le stigmate de la plante présentait un mouvement bidirectionnel d’ouverture et de fermeture-flexion, et que les cellules contractiles dirigeaient le rythme circadien du stigmate avec les changements d’humidité. De plus, le mouvement du stigmate laisse un canal pollinique reliant l’espace de l’anthère entre les deux lobes du stigmate, qui serre continuellement l’anthère, provoquant le transfert du pollen directement vers la surface réceptrice du stigmate à travers ce canal.
Ainsi, le mouvement du stigmate transforme un système floral basé sur une pollinisation croisée par les insectes en un système d’autopollinisation stricte. Cette stratégie de reproduction impliquant la transition de la pollinisation croisée à l’autopollinisation prédominante a probablement évolué en raison de l’environnement incertain de pollinisation croisée par les insectes dans lequel Chirita pumila est présente et représente un nouveau mécanisme immédiat d’assurance de la reproduction.
