Arabidopsis thaliana

• Nom scientifique valide : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.[1],
• Noms vulgaires (vulgarisation scientifique) recommandés ou typiques en français : Arabette des dames[4] - [5] - [6] - [7] - [8], Arabette de Thalius[4] - [5] - [6] - [7] - [8], plus rarement Arabidopsis de Thalius qui est la transcription littérale du nom latin[4],
• Autres noms vulgaires ou noms vernaculaires (langage courant) pouvant désigner éventuellement d'autres espèces : fausse arabette[4] - [5] - [6] ou fausse-arabette des dames[6] - [8], arabette rameuse[4] - [5] et plus simplement arabette[5].

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  Planche botanique de 1826.
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  Spécimen à la campagne.
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  Spécimen en ville.
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  Rosette de feuilles.
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  Tige, feuilles et boutons.
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  Inflorescence et fruits.

Habitat, morphologie et cycle

Répartition géographique d'Arabidopsis thaliana.
En vert, zones d'où elle provient, en bleu, zones où elle s'est acclimatée.

Arabidopsis thaliana est une plante annuelle originaire d'Europe, d'Asie et du nord-ouest de l’Afrique[9] - [10]. Elle a été introduite en Amérique du Nord, en Australie, en Argentine, etc.[11]

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[11] .

D’une taille de 20-25 cm 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 3 mm 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, la tige centrale, qui produit des fleurs et des siliques, se développe après environ trois semaines.

À partir du début du XX^e siècle, 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 1998[12]. 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 fondamentale[13]. C'est la première plante qui a eu son génome séquencé en entier[11] car elle a un génome relativement petit, d'environ 135 paires de mégabase (Mbp)[14].

Arabidopsis thaliana a été très importante dans la formulation influente du modèle ABC du développement des fleurs (en) d'Enrico Coen et Elliot Meyerowitz (en) dans la revue Nature en 1991[11] - [15].

Sa petite taille, son cycle de vie rapide de six semaines (de graine à graines), sa résistance et sa capacité à s’autoféconder sont des atouts pour son utilisation en recherche, notamment dans le domaine de la génétique.

Génome plastidial

Carte du génome chloroplastique d'Arabidopsis thaliana[26] - [27]. Les introns sont figurés en gris. Certains gènes possèdent des portions en 5′ et en 3′. Les gènes des brins 1 et 2 sont respectivement transcrits dans les sens horaire et anté-horaire. Le cercle le plus interne fournit les bornes des grandes et petites régions non répétées (LSC et SSC, en violet). Ces dernières sont séparées par une paire de séquences répétées inversées (IRa et IRb, en noir).

Le plastome d'Arabidopsis thaliana est une molécule d'ADN longue de 154,478 paires de bases[26], 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)[27].

Anthère d'Arabidopsis thaliana

Cette plante est un organisme modèle pour la recherche génétique dans le monde végétal. En 2000, ce fut le premier génome végétal séquencé[20]. 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 40 000 graines ;
• 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 33 323 gènes, dont 27 206 codant des protéines[28] ; mais une étude datée de 2003[17] montre que la quantité d'ADN a été sous-estimée et qu'elle serait en réalité de 0,16 picogramme par noyau cellulaire, soit environ 157 millions de paires de bases[29].
• absence d'intérêts économiques sur cette espèce, ce qui facilite la diffusion des informations entre laboratoires.

Des recherches sont actuellement en cours pour permettre la détection de mines anti-personnel grâce à des graines d'Arabidopsis qui, après modification génétique, changeraient de couleur en cas de culture au-dessus d'une mine, ce qui en faciliterait la détection et l'élimination[30] - [31].

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 levure[32] - [33]. 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 EXPOSE (en) de la Station spatiale internationale et survécurent[34].

En 2014, une nouvelle étude sur cette plante a révélé qu'elle était capable de percevoir son environnement et d'interagir avec celui-ci[35].

En 2022, des scientifiques  sont parvenus, lors d’une expérience s’inscrivant dans le programme d'analyse d'échantillons de nouvelle génération d'Apollo de la NASA, à  faire germer des graines d’Arabidopsis thaliana en utilisant comme milieu de croissance des échantillons de régolithe lunaire collectés lors des missions spatiales Apollo 11, 12 et 17, ainsi que le simulateur de régolithe lunaire JSC-1A fabriqué à partir de cendres volcaniques. Le développement de ces plantes sur les échantillons lunaires était lent et la plupart d’entre elles montraient des signes de stress similaires à ceux observés en situations terrestres dues à des sels, métaux ou à des espèces réactives de l'oxygène[36].

Cette expérience, réalisée en laboratoire non stérile et sous atmosphère terrestre simulant un environnement qui pourrait ressembler à un habitat lunaire occupé par l’humain, a pu démontrer qu’il est possible de faire pousser des plantes sur un sol extraterrestre bien qu’il ne soit pas idéal.

• (fr) Référence Tela Botanica (France métro) : Arabidopsis thaliana

Bases de référence :

• (fr) Référence Belles fleurs de France 2 : Arabidopsis thaliana (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence BioLib : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence Catalogue of Life : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (consulté le 15 décembre 2020)
• (en) Référence Flora of North America : Arabidopsis thaliana (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence Flora of China : Arabidopsis thaliana (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence Flora of Pakistan : Arabidopsis thaliana (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence GRIN : espèce Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (consulté le 18 avril 2018)
• (fr+en) Référence ITIS : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence NCBI : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (taxons inclus) (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence The Plant List : Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (source : KewGarden WCSP) (consulté le 18 avril 2018)
• (en) Référence uBio : site déclaré ici indisponible le 7 avril 2023

Autre sites :

• The European Arabidopsis Stock Centre
• The Arabidopsis Information Resource (TAIR)
• Salk Institute Genomic Analysis Laboratory
• The 1001 Genomes Project