Cyclose

dans le tube pollinique

de Lilium candidum

Le tube pollinique des Lis (genre Lilium), excellent modèle pour l'étude des mécanismes moléculaires à l'origine des courants cytoplasmiques est un matériel facile à mettre en oeuvre, au lycée, pour observer la cyclose.

Germination du pollen et croissance du tube pollinique in vitro
La germination in vitro du pollen permet de bien observer la cyclose dans l'ensemble du tube.
Le pollen est mis à germer dans un milieu très simple à préparer, une solution à 10% de saccharose (rôle osmotique et "nutriment" énergétique) à laquelle on ajoute un peu d'extrait de pistil (stigmate + style) qui fournit les ingrédients chimiques nécessaires en microquantité ( bore, calcium...). On peut éventuellement compléter avec un peu d'acide borique.
La croissance est plus ou moins rapide suivant les grains. On peut proposer une évaluation de la vitesse moyenne d'allongement d'un tube en fixant une image à t =1h (comme celle qui est présentée ci-dessus) puis une autre à t = 2h. Dans les conditions de culture testées, on trouve une valeur de l'ordre de 1µm / min alors que dans les conditions optimales, la vitesse peut atteindre 20 µm / min. In vitro, la croissance est toujours plus lente qu'in situ. Il faut à peu près 40 h au grain de pollen (compatible) de Lilium candidum retenu sur le stigmate pour développer un tube qui atteint l'ovaire (distance stigmate-ovaire: environ 6 cm).

Cyclose dans le tube pollinique
En boucle

Le cytoplasme de la cellule végétative, passé, en partie dans le tube, est le siège de mouvements bidirectionnels de particules et organites divers.
Les déplacements se font parallélement au grand axe du tube ce qui suggère l'existence de rails moléculaires capables de guider les éléments en mouvement dans le sens grain vers apex et inversement. Le noyau végétatif et la cellule spermatogène (ou les spermatozoïdes) ne sont pas, ici, repérables.

Aiguillage des organites à l'apex du tube pollinique
Le cytoplasme de la pointe (sur une longueur de quelques µm) est plus clair que celui du reste du tube. Si on suit bien (voir vidéo) le trafic des particules et vésicules dans la zone subapicale, on voit que certaines d'entre-elles (plus faciles à repérer) qui migrent vers l'extrémité amorcent un virage à 180° puis repartent en sens inverse alors que d'autres (plus petites) échappent à la cyclose et sont orientées vers la pointe, dans la zone claire où elles semblent moins bien guidées.
Compléments
Le tri sélectif d'organites qui a lieu au niveau de l'apex est à mettre en relation avec la croissance polarisée du tube qui ne s'effectue qu' à son extrémité apicale, sur une longueur de quelques µm. Les coupes observées au MET révèlent qu' à l'extrême pointe du tube, parmi les organites présents, il y a surtout des vésicules golgiennes. Il s'agit d'une population de vésicules de sécrétion qui, à proximité de l'apex, échappent aux grands courants cytoplasmiques, se retrouvent dans la zone claire et viennent fusionner avec la membrane plasmique apicale (création de nouvelle membrane) en livrant des matériaux pour la construction de la nouvelle paroi (composés pectiques, glycoprotéines diverses...). L'utilisation de marqueurs spécifiques fluorescents ( Lovy-Wheeler et al.) permet de visualiser les mouvements de certains organites (reticulum endoplasmique, mitochondries) et des vacuoles . Ainsi, le reticulum se déplace vers l'apex dans la région corticale du tube puis il inverse sa direction de migration et remonte vers la base en passant par la partie centrale. Les mitochondries suivent à peu près le même trajet.