Le phénotype "nain" chez les végétaux
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Mise à jour : 28/05/2002
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Génotype - phénotype - environnement

Démarche proposée par Anne Florimond et Alain Pothet 

Objectifs

Le phénotype "nain" chez les végétaux
 
  • Quels sont les différents niveaux auxquels on peut décrire le phénotype ? 

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    Ressources
    Activités et résultats
    Différents niveaux de phénotype
     
     
  • Chaîne de synthèse des Gibbérélines 
  • Les Gibbérélines synthétisées par la plante 
  • Point scientifique sur les Gibbérélines 
  • Photos des variétés naines et normales chez le Pisum sativum 
    		•  Préciser les différents niveaux auxquels le phénotype peut-être décrit. 

    Résultats

  • phénotype macroscopique : entre-noeuds ressérés (variété naine), entre-noeuds espacés (variété normale) 
  • phénotype cellulaire :absence de multiplication et d'élongation des cellules méristématiques (méristème intercalaire) des entre-noeuds (variété naine). 
  • phénotype moléculaire : présence d'une 3 béta-hydroxylase non fonctionnelle (variété naine) , absence de GA 1 et accumulation de GA 20 et GA 29
    		•

    Conclusion

    • Le phénotype dépend de protéines et peut se définir à plusieurs niveaux (macroscopique, cellulaire, moléculaire) 
    • Le phénotype moléculaire correspond à la protéine synthétisée à partir du gène considéré, et permet de comprendre les phénotypes aux autres niveaux. 
  • Comment l'activité de l'enzyme 3 béta-hydroxylase (phénotype moléculaire) conduit-elle à la réalisation du phénotype cellulaire et macroscopique ? 

    •  
    Ressources
    Activités et résultats
  • Chaîne de synthèse des Gibbérélines 
  • Séquences protéiques des enzymes 3 béta-hydroxylase fonctionnelles et non fonctionnelles 
    		•  Comparer les séquences protéiques des enzymes 3 béta-hydroxylase fonctionnelles et non fonctionnelles 

    Relier les différences constatées au phénotype macroscopique (utiliser les connaissances sur les enzymes, et notamment sur les relations configuration spatiale / fonction, pour expliquer le phénotype cellulaire à partir du phénotype moléculaire) 
     

  • Résultats 
    		•

    Conclusion

  • Les enzymes 3 béta-hydroxylase fonctionnelles et non fonctionnelles  diffèrent par leur séquences protéiques, ce qui explique que ces enzymes catalysent ou non la transformation de GA20 (peu actif sur la croissance et l'élongation des cellules méristématiques des entre-noeuds) en GA1 (actif sur la croissance et l'élongation des cellules méristématiques des entre-noeuds). 
  • C'est donc le phénotype moléculaire qui détermine le phénotype cellulaire et macroscopique. 
    • Les relations gène/phénotype moléculaire

    Les phénotypes alternatifs dépendent d'allèles différents d'un même gène. D'autre part, on vient de voir que le phénotype macroscopique dépend du phénotype moléculaire, c'est à dire de la protéine synthétisée.
     

  • Quelle relation peut-on établir entre la séquence de nucléotides du gène et la séquence d'acides aminés du polypeptide synthétisé ? 

    •  
    Ressources
    Activités et résultats
  • Séquences nucléiques des allèles Le et le 
  • Séquences protéiques des enzymes codés par ces allèles" 
    		•  Comparer les séquences des allèles Le et le 

    Comparer les séquences protéiques des polypeptides correspondants 

    Relier les différences observées aux différences constatées précédemment à propos des enzymes synthétisées 
     

  • Résultats 
    		•

    Conclusion

    • Les protéines sont le produit de l'expression des gènes. 
    • La séquence de nucléotides du gène détermine la séquence d'acides aminés de la protéine. 
    • Le génotype détermine donc le phénotype moléculaire. 
    Intervention de plusieurs gènes dans la réalisation d'un phénotype 
     
    Ressources
    Activités et résultats
    Hypothèse sur l'activité des différents métabolites de la chaîne de biosynthèse des gibbérélines sur la croissance et lélongation des cellules des entre-noeuds. 

    Relation génotype , phénotype moléculaire et macroscopiques pour les autres gènes que Le. 

     

    Conclusion

    • La réalisation d'un phénotype peut dépendre de l'intervention de plusieurs gènes, notamment lorsque la molécule synthétisée résulte d'une chaîne de biosynthèse, car chaque étape de cette biosynthèse nécessite une enzyme différente (chaque enzyme étant codée par un gène différent). 
    Influence de l'environnement sur le phénotype
     
    Ressources
    Activités et résultats
    En associant les données acquises sur la relation génotype/phénotype chez le pois et celles sur les Gibbérélines et la croissance des épinards, contruire un schéma bilan mettant en relation génoty/phénotype/environnement.