The role of the NAM/CUC genes in leaf development
Le rôle des gènes NAM/CUC dans le développement de la feuille
Résumé
A wide diversity of leaf shapes exists ranging from simple leaves with smooth margin to compound leaves with highly incised margin. Despite this great variability all leaves are formed using similar mechanisms, at the exception of compound leaves which require the expression of meristematic genes to form leaflets. However, the mechanisms involved in the incision of the leaf are unknown. During embryonic and post-embryonic development, the separations between organs are realised by the action of NO APICAL MERISTEM (NAM)/CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC) genes. We have shown that the NAM/CUC genes have the same role in Eudicot leaves as they are involved in all levels of incision, from leaflets separation to margin serration. However, the NAM/CUC genes do not only have such an incisor role, but they also promote the growth of the leaf sub-unit (tooth or leaflet). Conversely, we have generated and analysed mutant combinations in which the simple, serrated Arabidopsis leaf is converted into a highly branched structures in which leaflet-like organs are formed. This leads us to propose a general model of leaf margin development that takes into account the diversity of leaf shapes.
Les feuilles présentent une grande diversité de formes, allant de feuilles simples au bord lisse aux feuilles composées au bord très découpé. Malgré cette grande variabilité, toutes les feuilles sont formées suivant des mécanismes similaires à l’exception des feuilles composées qui nécessitent l’expression de gènes meristematiques pour former des folioles. Cependant les mécanismes impliqués dans la découpe de la feuille sont inconnus. Pendant le développement embryonnaire et post-embryonnaire, les séparations entre organes sont effectuées par l’action des gènes NO APICAL MERISTEM (NAM)/CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC). Nous avons montré que les gènes NAM/CUC jouent un rôle similaire lors du développement foliaire des Eudicotylédones puisqu’ils sont impliqués dans tous les niveaux de dissection de la feuille, de la séparation des folioles à la dentition du bord. Cependant, les gènes NAM/CUC ne possèdent pas qu’un rôle de découpeur, ils favorisent également la croissance de la sous-unité foliaire (dent ou foliole). Réciproquement, nous avons généré et étudié différentes combinaisons de mutants convertisant la feuille simple er dentée d’Arabidopsis en un structure hautement ramifiée, initiant des unités ressemblant à des folioles. Ceci nous a permis d’élaborer un modèle général du développement du bord de la feuille rendant compte de la grande variabilité de la morphologie foliaire.