254 research outputs found
Systems biology of meristems: an interview with Teva Vernoux
No full textTeva Vernoux is a plant developmental biologist and holds positions as the Director of the Institute for Reproduction and Development of Plants at ENS de Lyon, and as a Research Director at Centre National de la Recherche Scientifique. Teva spoke to us about the need for multidisciplinary approaches to tackle multi-scale problems, how to go beyond a list of genes, and the importance of constructive reviews
Temporality of Flower Initiation and Control of Inflorescence Architecture
No full textLa phyllotaxie, arrangement d’éléments botaniques autour de l’axe primaire de la plante, suit unpatron spatio-temporel robuste. Elle est établie au niveau du Méristème Apical Caulinaire (MAC),qui est la niche de cellules souches post-embryonnaires des parties aériennes de la plante.L’accumulation locale de la phytohormone auxine déclenche la formation des organes latéraux auniveau du MAC. En même temps, la déplétion d’auxine dans les cellules environnantes crée unchamp inhibiteur, où toute nouvelle organogenèse est impossible. La croissance permet auxanciens organes de constamment s’éloigner du MAC, ce qui libère l’espace nécessaire auxnouvelles organogenèses. C’est un exemple frappant de processus biologique auto-organisé etitératif. Des mécanismes moléculaires et génétiques régulant la phyllotaxie ont été identifiés,majoritairement dans le contexte d’une phyllotaxie commune, qu’est la spirale de Fibonacci. Iln’est pas actuellement démontré que ces mécanismes expliquent aussi d’autres types dephyllotaxies. Nous avons identifié DRB27, un mutant d’Arabidopsis thaliana présentant une fortetendance à générer des pseudo-verticilles. Cela rappelle la phyllotaxie observée chez presquetoutes les fleurs et quelques tiges d’espèces non parentes. La quantification de la phyllotaxie deDRB27 ainsi que des expériences d’imagerie in vivo, ont révélé que ces groupes d’organes ne sontpas des verticilles, mais correspondent à des éruptions d’organogenèses se produisant en croissantà la périphérie du MAC quand, à l’inverse, de larges domaines restent inactifs. Ces observationsvont à l’encontre des règles classiques de positionnement d’organes lors de la mise en place de laphyllotaxie. De façon surprenante, nous avons identifié deux mutations candidates affectant lesrégulateurs abaxiaux FILAMENTOUS FLOWER et MIR166A, potentiellement toutes deuximpliquées dans le phénotype phyllotactique de DRB27. Alors que ces gènes sont exprimés dansles organes en développement, cela suggère des retours d’information sur la phyllotaxie, de façonnon autonome. Nous avons identifié des séries d’anomalies dans le MAC de DRB27, incluant despatrons de signalisation d’auxine anormaux, la perturbation des frontières entre les organes et leméristème, la modification des domaines WUS-CLV3 et de la géométrie du MAC, ainsi qu’unemodification de la dureté de la surface du méristème. Toutes ces données suggèrent que l’identitéet le développement des organes latéraux agissent sur l’homéostasie du MAC et l’établissement dupatron phyllotactique.Phyllotaxis, the arrangement of botanical elements around plant axis,conforms to a robust spacial-temporal pattern. It is primarily established atthe shoot apical meristem (SAM), the post-embryonic aerial stem-cellniche. Local accumulation of the phytohormone auxin locally triggersorgan formation at the SAM, while depletion of auxin in the surroundingcells creates an inhibitory field, where no new organ can be initiated.Growth constantly moves older organs away from the SAM, clearingspace for new organogenesis. This is a striking example of an iterative and self-organized process driven by inhibitory fields. Molecular and geneticmechanisms regulating phyllotaxis are now being identified, but mostly inthe context of the most common Fibonacci spiral. Whether or not thesame mechanisms explain other types of phyllotaxis remains to beexplored. We identified DRB27, an Arabidopsis thaliana mutant with astrong tendency to generate clusters of organs. This is reminiscent of thewhorled phyllotaxis, observed in almost all angiosperm flowers and insome shoots of unrelated species. Quantification of DRB27 phyllotaxisand live imaging revealed that clusters are not whorls but correspond toburst of organs initiating in crescent domains at the periphery of the SAM.Conversely, large crescent domains remain devoid of organ initiation.Organogenesis in these clusters violates classical rules of organ spacing inphyllotactic systems. Surprisingly, we identified two candidate mutationsaffecting the two abaxial regulators FILAMENTOUS FLOWER andMIR166A, which likely combines to produce DRB27 peculiar phyllotaxis.Since these genes are expressed in developing organs, it suggests non-cellautonomous feedbacks on phyllotaxis. We identify a series of anomaliesin DRB27 SAM, including abnormal patterns of auxin signalling,perturbation of organ boundary formation, modification of CLV3/WUSdomains and SAM geometry and increase in cell wall stiffness. Takentogether our data questions how lateral organ identity and developmentfeedbacks on SAM homeostasis and phyllotaxis patterning
Q&A: How does jasmonate signaling enable plants to adapt and survive?
No full textJasmonates (JAs) are a class of plant hormones that play essential roles in response to tissue wounding. They act on gene expression to slow down growth and to redirect metabolism towards producing defense molecules and repairing damage. These responses are systemic and have dramatic impacts on yields, making JAs a very active research area. JAs interact with many other plant hormones and therefore also have essential functions throughout development, notably during plant reproduction, leaf senescence and in response to many biotic and abiotic stresses
Etude du rôle de l’auxine dans la phyllotaxie chez la mousse Physcomitrium patens
No full textLa phyllotaxie, qui désigne la disposition géométrique des organes latéraux tels que les feuilles, est un déterminant fondamental de l'architecture des plantes. Chez les plantes à fleurs, la phyllotaxie est établie à l'apex de la tige dans un tissu multicellulaire appelé méristème apical. Des travaux antérieurs ont montré que des signaux mécaniques et biochimiques contribuent à la phyllotaxie, notamment la structure et la composition des parois cellulaires et la phytohormone auxine. Contrairement aux plantes à fleurs, la phyllotaxie chez la mousse Physcomitrium patens est générée par les divisions rotatives successives d'une seule cellule apicale, ce qui fournit un système simple pour explorer comment des modèles biologiques similaires ont évolué à plusieurs reprises au cours de la diversification des plantes, et comment la géométrie de la cellule apicale et ses dérivés, ainsi que des signaux mécaniques et biochimiques, façonnent la tige. Mes travaux portent sur l'identification des facteurs régissant la phyllotaxie chez Physcomitrium, et plus particulièrement sur la phytohormone auxine. Pour explorer le rôle de l'auxine dans la régulation de la phyllotaxie, j'ai analysé des mutants perturbés dans le transport de l'auxine et présentant un développement anormal des tiges. J'ai développé une méthode quantitative basée sur l'imagerie par micro-tomographie qui m'a permis de démontrer que la phyllotaxie était altérée chez ces mutants. Les mutants de transport d'auxine présentent également un phénotype de tige cassante, indiquant une perturbation de l'intégrité de la paroi cellulaire. Pour tester comment la distribution de l'auxine régule la paroi cellulaire, j'ai quantifié la composition de la paroi et effectué une analyse du transcriptome chez les mutants de transport d'auxine. Ceci a démontré que les niveaux de cellulose, de pectine et d'hémicellulose étaient modifiés, et a permis d'identifier des gènes candidats liés à la biosynthèse et à la dégradation de la paroi cellulaire probablement responsables des phénotypes observés. En outre, la quantification de la phyllotaxie dans un mutant de biosynthèse de la cellulose a révélé que la modification des niveaux de cellulose était suffisante pour mimer partiellement les défauts de phyllotaxie observés dans les mutants de transport d'auxine.Les résultats de cette thèse démontrent qu'une interaction auxine-paroi cellulaire est essentielle pour réguler la phyllotaxie chez la mousse Physcomitrium. Ce travail révèle en outre que cette interaction auxine-paroi cellulaire est un mécanisme fondamental qui régit la phyllotaxie à de multiples échelles et dans des lignées de plantes terrestres évolutivement distantes.Phyllotaxis, which refers to the geometrical arrangement of lateral organs such as leaves, is a fundamental determinant of plant architecture.In flowering plants, phyllotaxis is established at the shoot apex within a multicellular tissue called the shoot apical meristem. Previous works have shown that both mechanical and biochemical signals contribute to phyllotaxis, including the structure and composition of cell walls and the phytohormone auxin.In contrast with flowering plants, phyllotaxis in Physcomitrium patens is generated through the successive rotating divisions of a single apical cell, providing us a simple system to explore how similar biological patterns have evolved repeatedly during the course of plant diversification, and how the geometry of the apical cell and its derivatives, along with mechanical and biochemical cues shape the shoot.My work focuses on identifying the factors governing phyllotaxis in Physcomitrium, with a focus on the phytohormone auxin. To explore the role of auxin in phyllotaxis regulation, I analyzed mutants perturbed in auxin transport exhibiting abnormal shoot development. I developed a quantitative method based on micro-computed tomography imaging, which allowed me to demonstrate that phyllotaxis was altered in these mutants. Auxin transport mutants also showed a brittle phenotype, indicating perturbed cell wall integrity. To test how auxin distribution regulates cell wall, I quantified the cell wall composition and performed a transcriptome analysis in auxin transport mutants. This demonstrated that the levels of cellulose, pectin and hemicellulos were changed, and enabled to pinpoint candidate genes related to cell wall biosynthesis, and degradation that were likely responsible for the observed phenotypes. Additionally, phyllotaxis quantification in a cellulose biosynthesis mutant revealed that altering cellulose levels was sufficient to partially phenocopy the phyllotaxis defects seen in auxin transport mutants.The results of this thesis demonstrate that an auxin-cell wall interplay is pivotal for regulating phyllotaxis in the moss Physcomitrium. This work further reveals this auxin-cell wall interplay is a fundamental mechanism driving phyllotaxis across multiple scales and distantly related land plant lineages
Study of the role of AHP6 in the control of phyllotaxis in Arabidopsis thaliana : robustness and spatio-temporal coordination in the development of self-organized organisms
No full textDuring development, plant aerial organs are produced along the stems following stereotyped patterns. This so-called phyllotaxis is initiated at the shoot meristem, which contains the stem cell niche: organs are produced iteratively and their precise position is thought to depend on dynamic interactions with preexisting organs. These interactions would notably result from inhibitory fields generated by the polar transport of the plant hormone auxin. To investigate whether other factors than auxin regulate phyllotaxis, we studied the potential role of cytokinin signaling. We developed a new pipeline of methods based on statistics to analyze phyllotactic patterns. This approach allowed us to identify phyllotactic perturbations in mutants of the AHP6 (ARABIDOPSIS HISTIDINE PHOSPHOTRANSFER protein 6), an inhibitor of cytokinin signaling that suggested perturbations in the plastochron, the time between two organ initiations. This was further confirmed using confocal live-imaging. We demonstrated that AHP6 controls the regularity of the plastochron, and our results suggest that the defective phyllotaxis in ahp6 is caused by concomitant initiations of two or three organs in the meristem. Interestingly, AHP6 is expressed in organs and the protein can move beyond these domains, generating cytokinin signaling inhibitory fields. To explore further the putative role of these secondary fields, we generated a mathematical model of phyllotaxis. This suggested that plastochron instabilities could be caused by noise affecting the threshold at which meristematic cells are recruited into organs. Inhibitory fields generated by AHP6 could filter out the effect of noise by modifying the kinetics of early organ emergence. Consistently, the properties of AHP6 fields fit the model predictions and our experimental data show that AHP6 and cytokinin modulate auxin signaling during organ emergence. We thus propose a model in which auxin transport and signaling robustly control organ positioning but generates plastochron instablities in noisy backgrounds. In this scenario cytokinin inhibitory fields would stabilize the rhythmicity of organ initiation, ensuring a robust coupling of space and time during pattern formation.En se développant, les plantes produisent des organes le long des tiges suivant des organisations stéréotypées, appelées phyllotaxies. Ces structures se forment dans les méristèmes, qui abritent une niche de cellules souches : les organes y sont produits successivement et leur positionnement dépendrait d'interactions dynamiques avec les organes pré-existants. Ces interactions seraient notamment dues à des champs inhibiteurs générés par le transport polaire de l'hormone végétale auxine. Afin de rechercher si d'autres facteurs que l'auxine contrôlent la phyllotaxie chez Arabidopsis thaliana, nous nous sommes intéressés au rôle possible des cytokinines, une autre hormone végétale. Nous avons développé des nouvelles méthodes statistiques pour analyser la structure de la phyllotaxie. Cette approche nous a permis d'identifier des anomalies de phyllotaxie chez des plantes mutantes pour le gène AHP6 (ARABIDOPSIS HISTIDINE PHOSPHOTRANSFER protein 6), un inhibiteur de la signalisation des cytokinines. Notre analyse suggérait des possibles perturbations du plastochrone, la période de temps séparant l'initiation de deux organes, ce que nous avons alors confirmé par imagerie confocale en temps réel. Nos données montrent que AHP6 contrôle la régularité du plastochrone, et suggèrent que les perturbations de phyllotaxies sont dues à l'initiation simultanée de deux à trois organes dans le méristème. De plus, AHP6 est exprimé dans les organes et sa protéine établit des champs qui inhibent la signalisation des cytokinines au delà des organes. Pour mieux comprendre les rôles possibles de ces champs, nous avons généré un modèle numérique théorique de la phyllotaxie. Notre étude suggère que le plastochrone pourrait être déstabilisé par du bruit affectant le seuil d'activation nécessaire aux cellules méristématiques pour se différencier en organe. Des champs inhibiteurs pourraient filtrer les effets de ce bruit en influant sur la cinétique d'émergence des organes. Les propriétés observées des champs de AHP6 sont en accord avec ce modèle et nos données expérimentales suggèrent en effet que AHP6 et les cytokinines peuvent moduler la signalisation auxine lors de l'émergence des organes. Nous proposons comme modèle que le transport et la signalisation de l'auxine positionnent de manière robuste les organes mais génèrent un plastochrone irrégulier en présence de bruit. Des champs inhibiteurs de cytokinines stabiliseraient le plastochrone, assurant un couplage plus robuste entre le temps et l'espace lors de l'établissement de la phyllotaxie
The role of auxin and its signaling pathways in the dynamics and robustness of developmental patterns at the shoot apical meristem
No full textLes végétaux, contrairement aux animaux, génèrent la plupart de leurs organes et tissus au cours de leur développement post-embryonnaire et ce, grâce à des tissus contenant de petits amas de cellules souches appelés méristèmes. Le méristème apical caulinaire (MAC), situé à l’extrémité de la tige, génère toute la partie aérienne de la plante. A sa périphérie, les organes latéraux (fleurs ou feuilles) sont générés selon un patron spatio-temporel précis appelé phyllotaxie. De nombreuses données accumulées ces 20 dernières années ont démontré qu’une hormone végétale, l’auxine, joue un rôle prépondérant dans le contrôle du devenir des cellules dans le MAC. Un ensemble de données expérimentales couplées à des modèles mathématiques suggère que l’auxine s’accumule successivement dans les sites d’organogenèse grâce à l’auto-organisation de ses transporteurs membranaires et instruit les cellules à se différencier en organes.Fautes d’outils appropriés, il était impossible jusqu’alors de visualiser l’auxine in vivo et d’étudier sa dynamique temporelle. Nous avons généré un nouveau senseur de la signalisation de l’auxine, appelé DII-Venus, qui permet de visualiser de manière indirecte mais spécifique les niveaux relatifs d’auxine in planta avec une excellente résolution spatio-temporelle. Cet outil a permis de mettre en évidence pour la première fois des oscillations circadiennes d’auxine au niveau du MAC. Une analyse complète de la structure de la voie de réponse transcriptionelle à l’auxine, couplée à des approches de modélisation, a permis de mettre en évidence des propriétés « tampon » de la voie transcriptionnelle qui la rendent relativement insensible aux fluctuations d’auxine, et contribuent à la robustesse du programme organogénétique. En revanche, la voie non-transriptionnelle de réponse à l’auxine, sensible à ces oscillations, génère des rythmicités de croissance au niveau du MAC qui contribuent à déterminer la temporalité de l’émergence de nouveaux organes. Ces résultats démontrent ainsi pour la première fois que la rythmicité de l’émergence de nouveaux organes au niveau du MAC n’est pas uniquement une conséquence des capacités d’auto-organisation du tissu mais est aussi contrôlée, au moins partiellement, par une horloge biologique.Plants, contrarily to animals, are able to generate new organs and tissues throughout their lives thanks to the activity of specialized tissues containing stem cells called meristems. The shoot apical meristem (SAM), located at the shoot tip, generates all the aerial parts of the plant that arise after germination. At its periphery, organ production occurs following precise spatio-temporal patterns also known as phyllotaxis. During the past twenty years, the phytohormone auxin has been demonstrated to play a major role in this process. Indeed, both experimental and theoretical studies strongly suggest that auxin accumulates successively in sites of organogenesis thanks to its efflux carriers, and instructs cells to differentiate into organs.However, so far, very little is known about the actual temporal dynamics of auxin in tissues, because of the lack of appropriate tool to visualize auxin in vivo. We developed a new auxin signaling sensor, called DII-VENUS, that allows for monitoring auxin levels in planta with a good spatio-temporal resolution. Using this new tool, we were able to demonstrate that for the first time that the SAM is subjected to circadian oscillations of auxin levels. Our data suggest that these oscillations are not perceived by the auxin transcriptional pathway, which is predicted, according to our mathematical models, to exhibit buffering properties. However, they are perceived by the non-transcriptional putative receptor ABP1 and translated into rhythmic growth patterns at the SAM. These growth oscillations seem to regulate organ initiation in the meristem thus demonstrating for the first time the rhythmic emergence of organs at the SAM does not only result from the self-organizing properties of the tissue but is also controlled, at least partially, by a biological clock
The Role of Polar Auxin Transport in Phyllotaxis : Analysis and Modeling Based on Quantitative Imaging of the Shoot Apical Meristem
No full textLa phyllotaxie désigne l'arrangement des feuilles autour des tiges des plantes. Par extension, ce terme est aussi employé dans le cas d'autres organes aériens, tels que les fleurs ou les branches latérales. Ces arrangements sont remarquables par leur régularité le long des tiges et par leur similarité pour de nombreuses espèces de plantes. Ces observations amènent les scientifiques à s'interroger sur les déterminants de la phyllotaxie. Ce phénomène macroscopique trouve son origine dans la partie terminale de la tige, où les organes sont produits, appelée méristème apical caulinaire. De nos jours, l'étude de la phyllotaxie se concentre sur les interactions moléculaires régulant la production d'organes dans le méristème. Des travaux de biologie moléculaire démontrent que l'accumulation de la phytohormone auxine dans les cellules déclenche l'organogénèse. Ils indiquent aussi que la distribution de l'auxine dans le méristème est contrôlée par les protéines PIN1. Ces protéines exportent l'auxine hors des cellules et ont une distribution polarisée. Ainsi, la phyllotaxie est régulée par le transport polaire de l'auxine via les protéines PIN1.Récemment, la quantification des dynamiques de l'auxine et de PIN1 a été effectuée à l'échelle cellulaire dans une série de méristèmes. Les données indiquent que les accumulations d'auxine se déplacent dans le tissu comme des vagues. A la fois l'existence de ces vagues et leur déplacement opposé à la direction des polarités de PIN1 sont incompatibles avec les modèles existants. La recherche d'explications à ces observations est à l'origine de ma thèse de doctorat. Mon travail se situe à l'interface entre deux domaines de recherche: les mathématiques appliquées et la biologie du développement. Je développe et mets en œuvre des méthodes mathématiques pour comprendre le rôle du transport polaire de l'auxine par PIN1 dans la phyllotaxie.Dans ma thèse, je m'intéresse d'abord à la formalisation d'un cadre théorique pour étudier la phyllotaxie comme un processus continu avec une périodicité hélicoïdale. Ce cadre s'applique aux observations de méristèmes par le recalage de différentes séquences temporelles, ainsi qu'à la reconstruction de dynamiques des concentrations moléculaires.La partie principale de mon travail étudie les patterns cellulaires de polarités de PIN1 en alliant analyse de données et modélisation. Je démontre que les polarités nettes de PIN1 définissent formellement un champ d'advection: elles spécifient les directions et vitesses des mouvements d'auxine dans l'espace et au fil du temps. L'analyse des données quantifiées suggère que l'intensité des polarités de PIN1, jusqu'ici négligée, est une composante clé pour expliquer les dynamiques d'auxine se produisant au méristème. Je conclus cette étude en construisant un modèle de transport qui combine les changements d'intensités et les déflections des polarités nettes de PIN1 pour reproduire les dynamiques d'auxine observées.Dans la littérature, deux modèles proposent des mécanismes de polarisation de PIN1. L'apparition de vagues n'a été caractérisée que pour l'un des deux. La dernière partie de ma thèse étudie l'émergence de vagues dans l'autre modèle. Je combine une approche expérimentale avec des raisonnements théoriques pour caractériser les conditions nécessaires à la propagation de fronts. En m'appuyant sur une approximation continue du tissu et des calculs dans l'espace des phases, je démontre qu'un phénomène d'hystérèse est à l'origine de la propagation de vagues dans ce modèle.Mon travail apporte des contributions théoriques et méthodologiques au domaine par la formalisation d'un cadre continu, l'analyse de données couplée à la modélisation, et l'étude de la formation de vagues dans un modèle émergent. En soulignant le rôle du changement d'intensité de polarisation de PIN1 dans le système, mes résultats ouvrent de nouvelles pistes pour identifier les régulateurs moléculaires de la phyllotaxie.Phyllotaxis denotes the arrangement of leaves around plant stems. By extension, the term denotes arrangements of other aerial organs, such as flowers or lateral branches. These arrangements are remarkably regular along the stem and are similar in many plant species. These observations led scientists to investigate the determinants of phyllotaxis. This macroscopic phenomenon originates at the terminal end of the shoot, called the shoot apical meristem, which produces the organs. Today, phyllotaxis research focuses on the molecular interactions that regulate organ production in the shoot apical meristem. Molecular biology studies show that the accumulation of the phytohormone auxin in cells triggers organogenesis. They also indicate that the PIN1 proteins control auxin distribution. These proteins export auxin from the cells and have a polarized distribution. Thus, PIN1 proteins mediate the polar transport of auxin, which regulates phyllotaxis.Recently, the dynamics of auxin and PIN1 were quantified at the cell level in a series of shoot apical meristems. The data indicate that the auxin accumulations move as waves in the tissue. The existence of waves and their movement against the direction of PIN1 polarities are incompatible with the existing models. The search for explanations for these observations has motivated my PhD thesis. My work lies at the interface of two research fields: applied mathematics and developmental biology. I develop and implement mathematical methods to understand the role of PIN1 polar auxin transport in phyllotaxis.In my thesis, I first take an interest in formalizing a theoretical framework to study phyllotaxis as a continuous process with a helical periodicity. This framework can be applied to the observation of shoot apical meristems by registering different time sequences, as well as to the reconstruction of the dynamics of molecular concentrations.The principal part of my work investigates the quantified PIN1 polarities using conjoint data analysis and modeling. I demonstrate that the PIN1 net polarities formally define an advection field: they specify the directions and velocities of auxin movements through time and space. Analysis of the quantified data suggests that the previously overlooked intensity of PIN1 polarities is a crucial component in explaining the auxin dynamics happening at the shoot apical meristem. I conclude this study with a transport model that combines changes in intensities and deflections of PIN1 net polarities to reproduce the observed auxin dynamics.Two mechanistic models of PIN1 polarization coexist in the literature. The appearance of waves is characterized for only one of them. In the last part of my thesis, I study the emergence of waves in the other model. I combine an experimental approach with theoretical considerations to determine the conditions that allow fronts to propagate. Using a continuum approximation of the tissue and phase space calculus, I demonstrate that a hysteresis phenomenon is at the basis of the propagation of waves in this model.My work brings theoretical and methodological contributions to the field through the development of a continuous framework, data analysis combined with modeling, and the study of wave formation in an emergent model. By highlighting the role of the change in intensity of PIN1 polarities as a crucial component of the system, my results open new directions for identifying the molecular regulators of phyllotaxis
Patterning at the shoot apical meristem and phyllotaxis
No full textInternational audienceThe shoot apical meristem (SAM) generates all above-ground organs throughout the life of plants. The development and maintenance of the SAM are crucial for building the plant architecture. The spatiotemporal patterning of lateral organs (leaves and flowers), called phyllotaxis, is one of the best-characterized self-organizing systems and has long been proposed to be driven by inhibitory fields generated by the existing organs and blocking new initiations in their vicinity. Recent years have seen impressive progress in our understanding of the molecular mechanisms controlling SAM function, and on how these mechanisms act in phyllotactic patterning. In this chapter, we first review the regulation of SAM stem cell activity and discuss how feedback signals coming from the differentiated organs affect stem cell homeostasis. Then we highlight experimental and theoretical works that have revealed the chemical and biophysical factors acting in the regulation of phyllotaxis. Finally, we summarize the important roles of SAM geometry in phyllotaxis
Auxin 2016: a burst of auxin in the warm south of China
No full textThe luxurious vegetation at Sanya, the most southern location in China on the island of Hainan, provided a perfect environment for the 'Auxin 2016' meeting in October. As we review here, participants from all around the world discussed the latest advances in auxin transport, metabolism and signaling pathways, highlighting howauxin acts during plant development and in response to the environment in combination with other hormones. The meeting also provided a rich perspective on the evolution of the role of auxin, from algae to higher plants
The growth of a stable stationary structure: coordinating cell behavior and patterning at the shoot apical meristem
No full textInternational audiencePlants are characterized by their ability to produce new organs post-embryonically throughout their entire life cycle. In particular development of all above-ground organs relies almost entirely on the function of the shoot apical meristem (SAM). The SAM performs a dual role by maintaining a pool of undifferentiated cells and simultaneously driving cell differentiation to initiate organogenesis. Both processes require strict coordination between individual cells which leads to formation of reproducible morphological and molecular patterns within SAM. The patterns are formed and maintained in large part due to spatio-temporal variation in signaling of plant hormones auxin and cytokinin resulting in tissue-specific transcriptional regulation. Integration of these mechanisms into computational models further identifies the key regulatory interactions involved in SAM function
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