Arabidopsis thaliana

Arabette des dames
Arabidopsis thaliana
Classification classique
Règne	Plantae
Division	Magnoliophyta
Classe	Magnoliopsida
Ordre	Capparales
Famille	Brassicaceae
Genre	Arabidopsis
Nom binominal
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., 1842
Classification phylogénétique
Ordre	Brassicales
Famille	Brassicaceae
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Arabidopsis thaliana est une espèce de plantes appartenant à la famille des Brassicacées. Elle est appelée Arabette des dames, Arabette de Thalius, Arabidopsis de Thalius, Arabette rameuse ou encore Fausse arabette.

Description

Caractéristiques générales

• Organes reproducteurs
  • Couleur dominante des fleurs : blanc
  • Période de floraison : avril-août
  • Inflorescence : racème simple
  • Sexualité : gynodioïque
  • Ordre de maturation : homogame
  • Pollinisation : autogame
• Graine
  • Fruit : silique
  • Dissémination : anémochore
• Habitat et répartition
  • Habitat type : annuelles pionnières des clairières, lisières et éboulis européens
  • Aire de répartition : cosmopolite

données d'après : Julve, Ph., 1998 ff. - Baseflor. Index botanique, écologique et chorologique de la flore de France. Version : 23 avril 2004.

Habitat, morphologie et cycle

Répartition géographique d'Arabidopsis thaliana

Arabidopsis thaliana est une plante annuelle originaire d'Europe, d'Asie et du nord-ouest de l’Afrique^[1],[2].

D’une taille de 20-25 cm de hauteur, ses feuilles sont vertes ou légèrement violacées et forment une rosette à sa base. Les feuilles sont couvertes de petits poils unicellulaires (appelés trichomes). Ses fleurs blanches de 3 mm de diamètre sont disposées en corymbe, et formeront des siliques contenant en moyenne cinquante graines. Le cycle complet d’Arabidopsis thaliana est d’environ 6 semaines, la tige centrale qui produit des fleurs et siliques se développe après environ trois semaines.

Utilisation comme un organisme modèle

À partir du début du XXe siècle, Arabidopsis thaliana a commencé à être utilisée à des fins de recherches et les premières collections de mutants furent produites à partir de 1948. Cependant Arabidopsis thaliana n’a été désignée comme organisme modèle qu'en 1998^[3]. À l’heure actuelle A. thaliana est un organisme de référence aussi bien pour la recherche végétale que pour l’évolution, la génétique ou encore la recherche fondamentale^[4].

Sa petite taille, son cycle de vie rapide de six semaines (de graines à graines), sa résistance et sa capacité à s’autoféconder sont des atouts pour son utilisation en recherche, notamment dans le domaine de la génétique.

Le génome d’Arabidopsis thaliana, relativement petit (157 millions de paires de base réparties sur cinq chromosomes) ^[5] a été le premier génome de plante à être totalement séquencé en 2000^[6]. Le projet The 1001 Genomes Project a été lancé en 2008 et va à terme permettre le séquençage du génome de 1001 lignées d’Arabidopsis thaliana isolées à travers le monde afin d’en décrypter la variabilité génétique.

Arabidopsis thaliana a la possibilité d’être transformée en routine à l'aide d'Agrobacterium tumefaciens, permettant le transfert d’ADN (ADN-T) dans le génome de la plante^[7] qui en s’intégrant aléatoirement vont permettre l’inactivation de gènes et la création de mutations à des fins de recherches. Cette technique de transformation a permis de générer plusieurs collections de mutants d’insertions aléatoires, contenant plus de 300000 lignées transgéniques indépendantes.

L’ensemble des ressources concernant Arabidopsis thaliana (séquences, lignées, graines, expression des gènes, etc.), sont compilées par The Arabidopsis Information Resource et l'Boîte de Petri ou en pot.

Intérêt scientifique

Anthère d'Arabidopsis thaliana

Cette plante est un organisme modèle pour la recherche génétique dans le monde végétal. En 2000, ce fut le premier génome végétal séquencé^[6]. Les raisons de ce choix sont nombreuses :

• petite taille ; en laboratoire, on peut cultiver un millier de pieds sur un mètre carré ;
• cycle de développement court, le cycle graine → plante → graine ne dure que deux mois ;
• un plant produit environ 40 000 graines ;
• c'est un des plus petits génomes connus dans le monde végétal. Sa taille a initialement été estimée à 125 millions de paires de bases, réparties sur cinq chromosomes et 25 498 gènes ; mais une étude datée de 2003^[5] montre que cette valeur a été sous-estimée et qu'elle serait en réalité de 0,16 picogramme par noyau cellulaire, soit environ 157 millions de paires de bases^[8].
• absence d'intérêts économiques sur cette espèce, ce qui facilite la diffusion des informations entre laboratoires.

Des recherches sont actuellement en cours pour permettre la détection de mines anti-personnel grâce à des graines d'Arabidopsis qui, après modification génétique, changeraient de couleur en cas de culture au-dessus d'une mine, ce qui en faciliterait la détection et l'élimination^[9].

On a montré qu'une protéine (histone H2A.Z) est impliquée chez cette plante dans la détection de faibles variations de température (quelques degrés Celsius). Cette protéine modifie l’enroulement de l’ADN sur lui-même et contrôle ainsi l’accès à l’ADN de certaines molécules inhibant ou activant la transcription de plusieurs dizaines de gènes. Cet effet « bio-thermostat » semble fréquent dans la nature, car également détecté chez la levure^[10],[11]. Ceci devrait aider à mieux comprendre certains effets (sur les gènes) des variations climatiques.

Notes et références

1. ↑ Flora of NW Europe: Arabidopsis thaliana
2. ↑ Blamey, M. & Grey-Wilson, C. (1989). Flora of Britain and Northern Europe. ISBN 0-340-40170-2.
3. ↑ Fink G (1998). Anatomy of a Revolution. Genetics 149: 473–477.
4. ↑ Coelho SM, Peters AF, Charrier B, et al (2007). Complex life cycles of multicellular eukaryotes: new approaches based on the use of model organisms. Gene 406 (1-2): 152–70. doi:10.1016/j.gene.2007.07.025. PMID 17870254
5. ↑ ^{a et b} Bennett MD, Leitch IJ, Price HJ and Johnston JS. 2003. Comparisons with Caenorhabditis (~100 Mb) and Drosophila (~ 175 Mb) using flow cytometry show genome size in Arabidopsis to be ~157 Mb and thus ~25 % larger than the Arabidopsis Genome Initiative estimate of ~125 MB. Annals of Botany, 91: 547-557.
6. ↑ ^{a et b} (en) Arabidopsis Genome Initiative, « Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana », dans Nature, vol. 408, n^o 6814, 14 décembre 2000, p. 796-815 [résumé (page consultée le 14 décembre 2008)] 
7. ↑ Zhang X, Henriques R, Lin SS, Niu QW, Chua NH (2006). "Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana using the floral dip method". Nat Protoc 1 (2): 641–6. doi:10.1038/nprot.2006.97. PMID 17406292
8. ↑ Un picogramme équivaut à environ 978 millions de paires de bases, d'après Doležel, J., J. Bartoš, H. Voglmayr, and J. Greilhuber. 2003. Nuclear DNA content and genome size of trout and human. Cytometry 51A: 127-128.
9. ↑ La plante qui détecte les mines.
10. ↑ S.V. Kumar et P.A. Wigge, H2A.Z-containing nucleosomes mediate the thermosensory response in Arabidopsis, Cell, vol. 140, p. 136-147, 2010.
11. ↑ Brève du journal Pour la Science (par Jean-Jacques Perrier, 2010/01/25).

• Référence Tela Botanica (France métro) : Arabidopsis thaliana (fr)

Liens externes

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• « Arabidopsis thaliana », sur Wikispecies (inventaire du vivant)

• The European Arabidopsis Stock Centre
• The Arabidopsis Information Resource (TAIR)
• Salk Institute Genomic Analysis Laboratory
• The 1001 Genomes Project