Auxin: A major regulator of organogenesis

Plant development is characterized by the continuous initiation of tissues and organs. The meristems, which are small stem cell populations, are involved in this process. The shoot apical meristem produces lateral organs at its flanks and generates the growing stem. These lateral organs are arranged in a stereotyped pattern called phyllotaxis. Organ initiation in the peripheral zone of the meristem involves accumulation of the plant hormone auxin. Auxin is transported in a polar way by influx and efflux carriers located at cell membranes. Polar localization of the PIN1 efflux carrier in meristematic cells generates auxin concentration gradients and PIN1 localization depends, in turn, on auxin gradients: this feedback loop generates a dynamic auxin distribution which controls phyllotaxis. Furthermore, PIN-dependent local auxin gradients represent a common module for organ initiation, in the shoot and in the root.

RésuméLe développement végétal est caractérisé par la production d’organes tout au long de la vie de la plante. Cette organogenèse continue est permise par des massifs cellulaires organisés, les méristèmes, véritables niches de cellules souches. Le méristème apical caulinaire produit toute la partie aérienne de la plante, organes et tige. Les organes latéraux, feuilles ou fleurs, sont initiés sur les flancs du méristème, dans la zone périphérique, selon une disposition stéréotypée appelée phyllotaxie. L’auxine, hormone végétale transportée de façon polarisée dans les tissus, induit l’initiation d’organes à ses sites d’accumulation dans la zone périphérique du méristème. La distribution de l’auxine dans le méristème suit des gradients de concentration établis par les transporteurs d’efflux de l’auxine PIN1. La localisation cellulaire polarisée de ces transporteurs change au cours de la croissance du méristème, probablement en réponse aux gradients d’auxine ; la distribution de l’auxine évolue ainsi dynamiquement et permet l’initiation des organes aériens selon une phyllotaxie. Les gradients locaux d’auxine établis par transport polarisé sont aussi impliqués dans l’initiation des racines latérales.