Structural characterization of the stigma-style complex of Cynara cardunculus (Asteraceae) and immunolocalization of cardosins A and B during floral development

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Abstract

Studies were carried out on the structure of the stigma and style of Cynara cardunculus L. (cardoon) during flower development. The stigma is of the dry type with a papillate cuticularized epidermis. During development, the unicellular papillae become match-stick shaped, cuticularize, and show an increase in vacuolar volume. In mature papillae, two morphologically different vacuoles were observed, one electron-dense and the other electron-transparent, putatively corresponding to distinct vacuolar populations. These vacuoles label differently for cardosin A, specifically detected in the electron-dense compartments. The style is solid with a cuticularized epidermis and a central core of transmitting tissue (TT) several cell layers thick. The TT cells show abundant rough endoplasmic reticulum and Golgi bodies, associated with active secretion. During maturation, TT cells become increasingly separated by a polysaccharide-rich extracellular matrix. Communication between TT cells is maintained via plasmodesmata in longitudinal walls. Distribution of cardosins A and B in developing C.cardunculus flowers was also characterized. The presence of aspartic proteinases (APs) in flowers is unusual, generally occurring at low levels. Cardosins A and B are always present in cardoon florets and localize at distinct pistil levels: stigma (papillae) and style (TT), respectively. This differential localization suggests distinct biological functions for cardosins, most likely essential for reproduction in this species.

Les auteurs ont conduit une étude sur les structures du stigma et du style, chez le Cynara cardunculus L. (cardon), au cours du développement de la fleur. Le stigmate est de type sec muni d'un épiderme papillé avec cuticule. Au cours du développement, les papilles unicellulaires prennent la forme d'une allumette, forment une cuticule et augmentent leur volume vacuolaire. Chez les papilles matures, on observe deux types de vacuoles morphologiquement différentes, un dense aux électrons et l'autre transparent aux électrons, correspondant potentiellement à des populations vacuolaires distinctes. Ces vacuoles se marquent différemment à la cardosine A, qu'on détecte surtout dans les compartiments denses aux électrons. Le style est solide, avec un épiderme cuticularisé et une partie centrale constituée d'un tissu de transmission (TT) épais de plusieurs couches de cellules. Les cellules TT montrent une abondance de réticulum endoplasmique et de corps de Golgi, associés à une sécrétion active. Au cours de la maturation, les cellules TT deviennent progressivement séparées par une matrice extra cellulaire riche en polysaccharides. La communication entre les cellules TT se maintient via des plasmodesmes dans les parois longitudinales. Les auteurs ont également caractérisé la distribution des cardosines A et B, chez les fleurs en développement du C.cardunculus. La présence de protéinases aspartiques (APs) dans les fleurs est inhabituelle, et elles se retrouvent généralement en faibles quantités. Les cardosines A et B sont toujours présentes dans les fleurons du cardon et se localisent à des endroits distincts du pistil: stigmate (papilles) et style (TT), respectivement. Cette localisation différentielle suggère des fonctions biologiques distinctes pour les cardosines, très probablement essentielles à la reproduction chez cette espèce.

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