Endoréduplication, division et expansion cellulaire : mécanismes acteurs de la croissance du fruit

The transformation of the ovary wall into a fleshy pericarp involves a coordinated pattern of cell division and cell expansion. Considerable data have been reported on tomato fruit development and ripening, but the pattern of cell division, cell expansion and endoreduplication at the tomato fruit set and during fruit growth remains grossly appreciated at the whole pericarp level and many questions are not yet resolved: How are cell division and cell expansion coordinated in tomato fruit a cellular level and according to developmental time? When does endoreduplication begin in fruit tissues and what is its function? The first part of this deals with the coordination of cell division and cell expansion during the end of tomato ovary development and the beginning of fruit growth. Evidence for early differentiation of cell layers in the ovary wall and then in fruit pericarp are presented. Cell division happens mainly in the external epidermis and shows partial synchronization, whereas cell expansion happens mostly in mesocarp cell layers. Endoreduplication is initiated as soon as before anthesis. The second part of this work is devoted to RNA-seq based transcriptome profiling of pericarp nuclei which have been sorted according to four ploidy levels (4, 8, 16 and 32C). We demonstrate that the expression of most of the pericarp-expressed genes shows a proportional increase according to ploidy level, on a nuclear basis. However, a significant amount of genes has been identified as over-expressed or under-expressed according to ploidy level.La transformation de la paroi de l’ovaire en un péricarpe charnu implique une coordination entre les divisions cellulaires et l’expansion cellulaire. Des données considérables sur le développement et la maturation du fruit de tomate ont été établies, mais la coordination des divisions cellulaires, de l’expansion cellulaire et de l’endoréduplication durant la mise à fruit ainsi que durant la croissance du fruit de tomate reste grossièrement caractérisée au sein du péricarpe et de nombreuses questions ne sont pas résolues : comment ces deux processus sont-ils régulés et coordonnés durant le développement du fruit d’un point de vue cellulaire? Quand commence l’endoréduplication dans les tissus du fruit et quelle est sa fonction? La première partie de ce mémoire concerne la coordination des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire durant la fin du développement de l’ovaire et le début du développement du fruit. Une différenciation précoce des assises cellulaires composant la paroi de l’ovaire puis le péricarpe a été démontrée. Les divisions cellulaires se font principalement au sein de l’épiderme externe et montrent une synchronisation partielle tandis que l’expansion cellulaire se fait principalement dans le mésocarpe. L’endoréduplication semble être initiée avant l’anthèse. La deuxième partie est consacrée à l’analyse du RNA-seq nucléaire en fonction de quatre niveaux de ploïdie (4, 8, 16 et 32C). La majorité des gènes montrent une augmentation proportionnelle de leurs expressions en fonction des niveaux de ploïdie. Cependant, certains gènes révèlent une surexpression ou une sous-expression en fonction des niveaux de ploïdies

Endoreduplication, cell division and expansion : fruit growth mechanism

La transformation de la paroi de l’ovaire en un péricarpe charnu implique une coordination entre les divisions cellulaires et l’expansion cellulaire. Des données considérables sur le développement et la maturation du fruit de tomate ont été établies, mais la coordination des divisions cellulaires, de l’expansion cellulaire et de l’endoréduplication durant la mise à fruit ainsi que durant la croissance du fruit de tomate reste grossièrement caractérisée au sein du péricarpe et de nombreuses questions ne sont pas résolues : comment ces deux processus sont-ils régulés et coordonnés durant le développement du fruit d’un point de vue cellulaire? Quand commence l’endoréduplication dans les tissus du fruit et quelle est sa fonction? La première partie de ce mémoire concerne la coordination des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire durant la fin du développement de l’ovaire et le début du développement du fruit. Une différenciation précoce des assises cellulaires composant la paroi de l’ovaire puis le péricarpe a été démontrée. Les divisions cellulaires se font principalement au sein de l’épiderme externe et montrent une synchronisation partielle tandis que l’expansion cellulaire se fait principalement dans le mésocarpe. L’endoréduplication semble être initiée avant l’anthèse. La deuxième partie est consacrée à l’analyse du RNA-seq nucléaire en fonction de quatre niveaux de ploïdie (4, 8, 16 et 32C). La majorité des gènes montrent une augmentation proportionnelle de leurs expressions en fonction des niveaux de ploïdie. Cependant, certains gènes révèlent une surexpression ou une sous-expression en fonction des niveaux de ploïdies.The transformation of the ovary wall into a fleshy pericarp involves a coordinated pattern of cell division and cell expansion. Considerable data have been reported on tomato fruit development and ripening, but the pattern of cell division, cell expansion and endoreduplication at the tomato fruit set and during fruit growth remains grossly appreciated at the whole pericarp level and many questions are not yet resolved: How are cell division and cell expansion coordinated in tomato fruit a cellular level and according to developmental time? When does endoreduplication begin in fruit tissues and what is its function? The first part of this deals with the coordination of cell division and cell expansion during the end of tomato ovary development and the beginning of fruit growth. Evidence for early differentiation of cell layers in the ovary wall and then in fruit pericarp are presented. Cell division happens mainly in the external epidermis and shows partial synchronization, whereas cell expansion happens mostly in mesocarp cell layers. Endoreduplication is initiated as soon as before anthesis. The second part of this work is devoted to RNA-seq based transcriptome profiling of pericarp nuclei which have been sorted according to four ploidy levels (4, 8, 16 and 32C). We demonstrate that the expression of most of the pericarp-expressed genes shows a proportional increase according to ploidy level, on a nuclear basis. However, a significant amount of genes has been identified as over-expressed or under-expressed according to ploidy level

Endoreduplication, cell division and expansion : fruit growth mechanism

La transformation de la paroi de l’ovaire en un péricarpe charnu implique une coordination entre les divisions cellulaires et l’expansion cellulaire. Des données considérables sur le développement et la maturation du fruit de tomate ont été établies, mais la coordination des divisions cellulaires, de l’expansion cellulaire et de l’endoréduplication durant la mise à fruit ainsi que durant la croissance du fruit de tomate reste grossièrement caractérisée au sein du péricarpe et de nombreuses questions ne sont pas résolues : comment ces deux processus sont-ils régulés et coordonnés durant le développement du fruit d’un point de vue cellulaire? Quand commence l’endoréduplication dans les tissus du fruit et quelle est sa fonction? La première partie de ce mémoire concerne la coordination des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire durant la fin du développement de l’ovaire et le début du développement du fruit. Une différenciation précoce des assises cellulaires composant la paroi de l’ovaire puis le péricarpe a été démontrée. Les divisions cellulaires se font principalement au sein de l’épiderme externe et montrent une synchronisation partielle tandis que l’expansion cellulaire se fait principalement dans le mésocarpe. L’endoréduplication semble être initiée avant l’anthèse. La deuxième partie est consacrée à l’analyse du RNA-seq nucléaire en fonction de quatre niveaux de ploïdie (4, 8, 16 et 32C). La majorité des gènes montrent une augmentation proportionnelle de leurs expressions en fonction des niveaux de ploïdie. Cependant, certains gènes révèlent une surexpression ou une sous-expression en fonction des niveaux de ploïdies.The transformation of the ovary wall into a fleshy pericarp involves a coordinated pattern of cell division and cell expansion. Considerable data have been reported on tomato fruit development and ripening, but the pattern of cell division, cell expansion and endoreduplication at the tomato fruit set and during fruit growth remains grossly appreciated at the whole pericarp level and many questions are not yet resolved: How are cell division and cell expansion coordinated in tomato fruit a cellular level and according to developmental time? When does endoreduplication begin in fruit tissues and what is its function? The first part of this deals with the coordination of cell division and cell expansion during the end of tomato ovary development and the beginning of fruit growth. Evidence for early differentiation of cell layers in the ovary wall and then in fruit pericarp are presented. Cell division happens mainly in the external epidermis and shows partial synchronization, whereas cell expansion happens mostly in mesocarp cell layers. Endoreduplication is initiated as soon as before anthesis. The second part of this work is devoted to RNA-seq based transcriptome profiling of pericarp nuclei which have been sorted according to four ploidy levels (4, 8, 16 and 32C). We demonstrate that the expression of most of the pericarp-expressed genes shows a proportional increase according to ploidy level, on a nuclear basis. However, a significant amount of genes has been identified as over-expressed or under-expressed according to ploidy level

Endoreduplication, cell division and expansion : fruit growth mechanism

La transformation de la paroi de l’ovaire en un péricarpe charnu implique une coordination entre les divisions cellulaires et l’expansion cellulaire. Des données considérables sur le développement et la maturation du fruit de tomate ont été établies, mais la coordination des divisions cellulaires, de l’expansion cellulaire et de l’endoréduplication durant la mise à fruit ainsi que durant la croissance du fruit de tomate reste grossièrement caractérisée au sein du péricarpe et de nombreuses questions ne sont pas résolues : comment ces deux processus sont-ils régulés et coordonnés durant le développement du fruit d’un point de vue cellulaire? Quand commence l’endoréduplication dans les tissus du fruit et quelle est sa fonction? La première partie de ce mémoire concerne la coordination des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire durant la fin du développement de l’ovaire et le début du développement du fruit. Une différenciation précoce des assises cellulaires composant la paroi de l’ovaire puis le péricarpe a été démontrée. Les divisions cellulaires se font principalement au sein de l’épiderme externe et montrent une synchronisation partielle tandis que l’expansion cellulaire se fait principalement dans le mésocarpe. L’endoréduplication semble être initiée avant l’anthèse. La deuxième partie est consacrée à l’analyse du RNA-seq nucléaire en fonction de quatre niveaux de ploïdie (4, 8, 16 et 32C). La majorité des gènes montrent une augmentation proportionnelle de leurs expressions en fonction des niveaux de ploïdie. Cependant, certains gènes révèlent une surexpression ou une sous-expression en fonction des niveaux de ploïdies.The transformation of the ovary wall into a fleshy pericarp involves a coordinated pattern of cell division and cell expansion. Considerable data have been reported on tomato fruit development and ripening, but the pattern of cell division, cell expansion and endoreduplication at the tomato fruit set and during fruit growth remains grossly appreciated at the whole pericarp level and many questions are not yet resolved: How are cell division and cell expansion coordinated in tomato fruit a cellular level and according to developmental time? When does endoreduplication begin in fruit tissues and what is its function? The first part of this deals with the coordination of cell division and cell expansion during the end of tomato ovary development and the beginning of fruit growth. Evidence for early differentiation of cell layers in the ovary wall and then in fruit pericarp are presented. Cell division happens mainly in the external epidermis and shows partial synchronization, whereas cell expansion happens mostly in mesocarp cell layers. Endoreduplication is initiated as soon as before anthesis. The second part of this work is devoted to RNA-seq based transcriptome profiling of pericarp nuclei which have been sorted according to four ploidy levels (4, 8, 16 and 32C). We demonstrate that the expression of most of the pericarp-expressed genes shows a proportional increase according to ploidy level, on a nuclear basis. However, a significant amount of genes has been identified as over-expressed or under-expressed according to ploidy level

Endoreduplication, cell division and expansion : fruit growth mechanism

La transformation de la paroi de l’ovaire en un péricarpe charnu implique une coordination entre les divisions cellulaires et l’expansion cellulaire. Des données considérables sur le développement et la maturation du fruit de tomate ont été établies, mais la coordination des divisions cellulaires, de l’expansion cellulaire et de l’endoréduplication durant la mise à fruit ainsi que durant la croissance du fruit de tomate reste grossièrement caractérisée au sein du péricarpe et de nombreuses questions ne sont pas résolues : comment ces deux processus sont-ils régulés et coordonnés durant le développement du fruit d’un point de vue cellulaire? Quand commence l’endoréduplication dans les tissus du fruit et quelle est sa fonction? La première partie de ce mémoire concerne la coordination des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire durant la fin du développement de l’ovaire et le début du développement du fruit. Une différenciation précoce des assises cellulaires composant la paroi de l’ovaire puis le péricarpe a été démontrée. Les divisions cellulaires se font principalement au sein de l’épiderme externe et montrent une synchronisation partielle tandis que l’expansion cellulaire se fait principalement dans le mésocarpe. L’endoréduplication semble être initiée avant l’anthèse. La deuxième partie est consacrée à l’analyse du RNA-seq nucléaire en fonction de quatre niveaux de ploïdie (4, 8, 16 et 32C). La majorité des gènes montrent une augmentation proportionnelle de leurs expressions en fonction des niveaux de ploïdie. Cependant, certains gènes révèlent une surexpression ou une sous-expression en fonction des niveaux de ploïdies.The transformation of the ovary wall into a fleshy pericarp involves a coordinated pattern of cell division and cell expansion. Considerable data have been reported on tomato fruit development and ripening, but the pattern of cell division, cell expansion and endoreduplication at the tomato fruit set and during fruit growth remains grossly appreciated at the whole pericarp level and many questions are not yet resolved: How are cell division and cell expansion coordinated in tomato fruit a cellular level and according to developmental time? When does endoreduplication begin in fruit tissues and what is its function? The first part of this deals with the coordination of cell division and cell expansion during the end of tomato ovary development and the beginning of fruit growth. Evidence for early differentiation of cell layers in the ovary wall and then in fruit pericarp are presented. Cell division happens mainly in the external epidermis and shows partial synchronization, whereas cell expansion happens mostly in mesocarp cell layers. Endoreduplication is initiated as soon as before anthesis. The second part of this work is devoted to RNA-seq based transcriptome profiling of pericarp nuclei which have been sorted according to four ploidy levels (4, 8, 16 and 32C). We demonstrate that the expression of most of the pericarp-expressed genes shows a proportional increase according to ploidy level, on a nuclear basis. However, a significant amount of genes has been identified as over-expressed or under-expressed according to ploidy level

The coordinated pattern of cell division and cell expansion during fruit set and fruit growth in tomato pericarp

The coordinated pattern of cell division and cell expansion during fruit set and fruit growth in tomato pericarp. Fruit Structure 201

The coordinated pattern of cell division and cell expansion during fruit set and fruit growth in tomato pericarp

The coordinated pattern of cell division and cell expansion during fruit set and fruit growth in tomato pericarp. Fruit Structure 201

Cell layer-specific patterns of cell division and cell expansion during fruit set and fruit growth in tomato pericarp.

In angiosperms, the ovary wall resumes growth after pollination through a balanced combination of cell division and cell expansion. The quantitative pattern of these events remains poorly known in fleshy fruits such as tomato (Solanum spp.), in which dramatic growth of the pericarp occurs together with endoreduplication. Here, this pattern is reported at the level of each of the cell layers or groups of cell layers composing the pericarp, except for vascular bundles. Overall, cell division and cell expansion occurred at similar rates for 9 days post anthesis (DPA), with very specific patterns according to the layers. Subsequently, only cell expansion continued for up to 3-4 more weeks. New cell layers in the pericarp originated from periclinal cell divisions in the two sub-epidermal cell layers. The shortest doubling times for cell number and for cell volume were both detected early, at 4 DPA, in epicarp and mesocarp respectively, and were both found to be close to 14 h. Endoreduplication started before anthesis in pericarp and was stimulated at fruit set. It is proposed that cell division, endoreduplication, and cell expansion are triggered simultaneously in specific cell layers by the same signals issuing from pollination and fertilization, which contribute to the fastest relative fruit growth early after fruit set