Vers un modèle dynamique du méristème apical caulinaire d'Arabidopsis thaliana

Barbier de Reuille Pierre. 2005. Vers un modèle dynamique du méristème apical caulinaire d'Arabidopsis thaliana. Montpellier : UM2, 197 p. Thèse de doctorat : Informatique : Université Montpellier 2

Titre anglais : Toward a dynamic model of the shoot apical meristem of Arabidopsis thaliana

Encadrement : Godin, Christophe

Résumé : L'affluence des résultats de la biologie "à grande échelle" permet d'envisager une nouvelle approche de la biologie du développement fondée sur une modélisation à l'échelle cellulaire. Aujourd'hui, l'organisation génétique et les mécanismes d'action de ces gènes sur les processus de morphogénèse commencent à être analysables. Dans ce contexte, il devient envisageable de comprendre comment l'architecture des plantes peut être modulée par ces mécanismes aux échelles moléculaire et cellulaire. Dans une première partie de ce travail, des outils de digitalisation et d'analyse de tissus cellulaires et de leur évolution dans le temps ont été développés. Dans ce cadre, nous avons mis en place une chaîne de traitement, partant d'images issues d'un protocole d'observation basé sur la microscopie confocale et allant jusqu'à l'analyse quantitative de caractères morphologiques et leur évolution au cours du temps. Ensuite, nous avons créé un premier modèle de la croissance du méristème apical caulinaire (une population de cellules souches chez les plantes) dans le but de comprendre le déterminisme du positionnement des organes latéraux de la plante. Pour rendre compte des connaissances biologiques existante, notre modèle a été développé à l'échelle de l'organe et inclus la simulation pour chaque cellule de son état génétique, de son état physiologique et de sa croissance, et la simulation des flux d'hormones entre les cellules. Ce modèle nous a permis de prédire et d'analyser les accumulations d'hormones dans des méristèmes digitalisés. Ces études nous ont conduits à développer un modèle dynamique de fonctionnement du méristème capable de faire émerger des motifs phyllotaxiques sur la base d'une croissance cellulaire et d'une interaction cellule à cellule. Tous les outils informatiques développés au cours de cette thèse ont été intégrés dans une plate-forme logicielle multi-langages. Cette plate-forme a notamment permis de tester des techniques de développement liés à l'intégration de langages compilés et de langages interprétés dans le cadre de l'étude de la morphogénèse.

Mots-clés Agrovoc : Arabidopsis thaliana, méristème apical, tige, croissance, modèle de simulation, modèle mathématique, anatomie végétale, cytologie, port de la plante, substance de croissance végétale, analyse de données, imagerie, microscopie, application des ordinateurs

Mots-clés complémentaires : Biologie cellulaire, Architecture végétale

Classification Agris : F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement
F50 - Anatomie et morphologie des plantes
U10 - Informatique, mathématiques et statistiques

Champ stratégique Cirad : Hors axes (2005-2013)

Auteurs et affiliations

• Barbier de Reuille Pierre, UM2 (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/530905/)

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