L’Arabette des dames ou Arabette de Thalius (Arabidopsis thaliana) est une espèce de plantes à fleurs appartenant à la famille des Brassicacées. Elle est souvent trouvée au bord des routes. Cette petite plante annuelle, originaire d'Europe, d'Asie et du nord-ouest de l'Afrique, a un cycle de vie rapide (six semaines de graine à graines), elle est résistante et peut s'autoféconder. A. thaliana a un génome relativement petit d'environ 135 millions de paires de bases (Mbp). Ces qualités en ont fait depuis 1998 un organisme modèle de référence, pour la recherche aussi bien biologique que génétique.
Dénominations
Nom scientifique valide : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., Noms vulgaires (vulgarisation scientifique) recommandés ou typiques en français : Arabette des damesArabidopsis thaliana ethnobotanique sur le site de Téla Botanica, consulté le 18 avril 2018.Meyer C., ed. sc., 2015, Dictionnaire des Sciences Animales. . Montpellier, France, Cirad. [12/05/2015]. Nom en français d’après Termium plus, la banque de données terminologiques et linguistiques du gouvernement du CanadaNom en français d'après l'Inventaire National du Patrimoine Naturel, sur le site Inventaire National du Patrimoine Naturel (INPN)Nom en français d'après la fiche de cette espèce dans Brouillet et al. 2010+. VASCAN (Base de données des plantes vasculaires du Canada) de Canadensys., Arabette de Thalius, plus rarement Arabidopsis de Thalius qui est la transcription littérale du nom latin, Autres noms vulgaires ou noms vernaculaires (langage courant) pouvant désigner éventuellement d'autres espèces : fausse arabette ou fausse-arabette des dames, arabette rameuse et plus simplement arabette.
Description
Caractéristiques générales A. thaliana est une plante annuelle (rarement bisannuelle). Appareil végétatif : Feuilles : en rosette de feuilles velues entourant la tige Tige : peu feuillée, terminée par de petites grappes de fleurs Organes reproducteurs : Couleur dominante des fleurs : blanc Période de floraison : avril-août Inflorescence : racème simple Sexualité : gynodioïque Ordre de maturation : homogame Mode de pollinisation : entomogame Graine : Fruit : silique fine, allongée, contenant de minuscules graines. Mode de dissémination : anémochore Habitat et répartition : Habitat type : annuelles pionnières des clairières, lisières et éboulis européens Aire de répartition : cosmopolite
données d'après : Julve, Ph., 1998 ff. - Baseflor. Index botanique, écologique et chorologique de la flore de France. Version : 23 avril 2004.
Habitat, morphologie et cycle
Arabidopsis thaliana est une plante annuelle originaire d'Europe, d'Asie et du nord-ouest de l’AfriqueFlora of NW Europe: Arabidopsis thalianaBlamey, M. & Grey-Wilson, C. (1989). Flora of Britain and Northern Europe. .. Elle a été introduite en Amérique du Nord, en Australie, en Argentine, etc.
Elle pousse surtout dans des sols rocailleux, dans des dunes de sable et des sols calcaires. Elle est particulièrement courante comme mauvaise herbe dans les jardins et les trottoirs .
D’une taille de de hauteur, ses feuilles sont vertes ou légèrement violacées et forment une rosette à sa base. Les feuilles sont couvertes de petits poils unicellulaires (appelés trichomes). Ses fleurs blanches de de diamètre sont disposées en corymbe, et formeront des siliques contenant en moyenne cinquante graines. Le cycle complet d’Arabidopsis thaliana est d’environ six semaines (en culture), la tige centrale, qui produit des fleurs et des siliques, se développe après environ trois semaines.
Utilisation comme un organisme modèle
À partir du début du , Arabidopsis thaliana a commencé à être utilisée à des fins de recherches et les premières collections de mutants furent produites à partir de 1948. Cependant Arabidopsis thaliana n’a été désignée comme organisme modèle qu'en 1998Fink G (1998). Anatomy of a Revolution. Genetics 149: 473–477.. À l’heure actuelle A. thaliana est un organisme de référence aussi bien pour la recherche végétale que pour l’évolution, la génétique ou encore la recherche fondamentaleCoelho SM, Peters AF, Charrier B, et al (2007). Complex life cycles of multicellular eukaryotes: new approaches based on the use of model organisms. Gene 406 (1-2): 152–70. doi:10.1016/j.gene.2007.07.025. . C'est la première plante qui a eu son génome séquencé en entier car elle a un génome relativement petit, d'environ 135 paires de mégabase (Mbp).
Arabidopsis thaliana a été très importante dans la formulation influente du modèle ABC du développement des fleurs d'Enrico Coen et dans la revue Nature en 1991.
Sa petite taille, son cycle de vie rapide de six semaines (de graine à graines), sa résistance et sa capacité à l'autofécondation sont des atouts pour son utilisation en recherche, notamment dans le domaine de la génétique.
Autres utilisations Arabidopsis thaliana était utilisée dans la médecine indienne traditionnelle pour guérir l'asthme, les maux de gorges et de poitrine.
Elle a été utile aussi pour la recherche spatiale, notamment elle a été la première plante à faire son cycle de vie complet — de la germination des graines à la floraison jusqu'à la mise en graine — dans l'espace à bord de la station spatiale Mir en 1997.
Elle a aussi servi à la station spatiale internationale pour déterminer les gènes activés ou régulés par la gravité. Selon la NASA cela pourrait avoir des applications pratiques pour l'agriculture.
Génome nucléaire Le génome d’Arabidopsis thaliana, relativement petit ( de paires de base réparties sur cinq paires de chromosomes)Bennett MD, Leitch IJ, Price HJ and Johnston JS. 2003. Comparisons with Caenorhabditis (~100 Mb) and Drosophila (~ 175 Mb) using flow cytometry show genome size in Arabidopsis to be ~157 Mb and thus ~25 % larger than the Arabidopsis Genome Initiative estimate of ~125 MB. Annals of Botany, 91: 547-557.. En comparaison, certaines plantes possèdent un génome beaucoup plus important comme c'est le cas du blé ou Triticum qui possède de paires de bases. En raison de sa petite taille et au fait qu'il est diploïde rend la plante utile pour la cartographie et le séquençage génétique. Le génome est composé de cinq chromosomes et une taille totale de 135 mégabase. En 2000, le génome dArabidopsis thaliana a été le premier génome de plante à être totalement séquencé. Le projet The 1001 Genomes Project a été lancé en 2008 et a permis le séquençage du génome de d’Arabidopsis thaliana isolées à travers le monde afin d’en décrypter la variabilité génétique. Il a été estimé que chez Arabidopsis thaliana, une mutation apparaît pour de paires de bases environ à chaque génération. Ainsi, chaque graine de cette plante compte en moyenne une modification du génome par rapport à la graine qui lui a donné naissanceS. Ossowski, K. Schneeberger, J.I. Lucas-Lledo, N. Warthmann, R.M. Clark, R.G. Shaw, D. Weigel, M. Lynch, The Rate and Molecular Spectrum of Spontaneous Mutations in Arabidopsis thaliana, Science 327, janvier 2010, 92–94, doi: 10.1126/science.1180677M. Lynch, Evolution of the mutation rate, Trends in Genetic, Août 2010, 26(8):345-52, doi:10.1016/j.tig.2010.05.003. Aujourd'hui, le nombre de gènes connus chez A. thaliana est de l'ordre de The Arabidopsis Information Resource (TAIR): gene structure and function annotation.
Arabidopsis thaliana a la possibilité d’être transformée en routine à l'aide dAgrobacterium tumefaciens, permettant le transfert d’ADN (ADN-T) dans le génome de la planteZhang X, Henriques R, Lin SS, Niu QW, Chua NH (2006). "Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana using the floral dip method". Nat Protoc 1 (2): 641–6. doi:10.1038/nprot.2006.97. qui en s’intégrant aléatoirement vont permettre l’inactivation de gènes et la création de mutations à des fins de recherches. Cette technique de transformation a permis de générer plusieurs collections de mutants d’insertions aléatoires, contenant plus de lignées transgéniques indépendantes.
L’ensemble des ressources concernant Arabidopsis thaliana (séquences, lignées, graines, expression des gènes, etc.), sont compilées par The Arabidopsis Information Resource et le . En laboratoire, Arabidopsis thaliana peut être cultivé en boîte de Petri ou en pot.
Génome plastidial
Le plastome d'Arabidopsis thaliana est une molécule d'ADN longue de 154,478 paires de bases, c'est-à-dire une taille qui se rencontre habituellement chez la plupart des plantes à fleurs (cf. liste des plastomes séquencés). Cet ADN chloroplastique comprend 136 gènes qui codent de petites protéines ribosomiques (rps, en jaune : cf. figure), de grandes protéines ribosomiques (rpl, orange), des cadres de lecture ouverts hypothétiques (ycf, citron), des proteins impliquées dans les réactions photosynthétiques (en vert) ou dans d'autres fonctions (en rouge), des ARN ribosomiques (rrn, en bleu), et des ARN de transfert (trn, en noir).
Intérêt scientifique thumb|Anthère dArabidopsis thaliana Cette plante est un organisme modèle pour la recherche génétique dans le monde végétal. En 2000, ce fut le premier génome végétal séquencé. Les raisons de ce choix sont nombreuses : petite taille ; en laboratoire, on peut cultiver un millier de pieds sur un mètre carré ; cycle de développement court, le cycle graine → plante → graine ne dure que deux mois ; un plant produit environ ; c'est un des plus petits génomes connus dans le monde végétal. Sa taille a initialement été estimée à 125 millions de paires de bases, réparties sur cinq paires de chromosomes contenant gènes, dont codant des protéines. ; mais une étude datée de 2003 montre que la quantité d'ADN a été sous-estimée et qu'elle serait en réalité de par noyau cellulaire, soit environ 157 millions de paires de basesUn picogramme équivaut à environ 978 millions de paires de bases, d'après Doležel, J., J. Bartoš, H. Voglmayr, and J. Greilhuber. 2003. Nuclear DNA content and genome size of trout and human. Cytometry 51A: 127-128.. absence d'intérêts économiques sur cette espèce, ce qui facilite la diffusion des informations entre laboratoires.
Des recherches sont en cours pour permettre la détection de mines anti-personnel grâce à des graines dArabidopsis qui, après modification génétique, changeraient de couleur en cas de culture au-dessus d'une mine, ce qui en faciliterait la détection et l'éliminationLa plante qui détecte les mines.Nathaniel Herzberg, La souris, reine contestée des labos dans Le Monde du 18 février 2015, Suppl. Sciences et Médecine, .
On a montré qu'une protéine (histone H2A.Z) est impliquée chez cette plante dans la détection de faibles variations de température (quelques degrés Celsius). Cette protéine modifie l’enroulement de l’ADN sur lui-même et contrôle ainsi l’accès à l’ADN de certaines molécules inhibant ou activant la transcription de plusieurs dizaines de gènes. Cet effet « bio-thermostat » semble fréquent dans la nature, car également détecté chez la levureS.V. Kumar et P.A. Wigge, H2A.Z-containing nucleosomes mediate the thermosensory response in Arabidopsis, Cell, vol. 140, p. 136-147, 2010.Brève du journal Pour la Science (par Jean-Jacques Perrier, 2010/01/25).. Ceci devrait aider à mieux comprendre certains effets (sur les gènes) des variations climatiques.
Entre 2007 et 2009, des graines furent exposées au vide de l’espace plus d'un an dans le module de la Station spatiale internationale et survécurent.
En 2014, une nouvelle étude sur cette plante a révélé qu'elle était capable de percevoir son environnement et d'interagir avec celui-ci.