Les différentes régions d'une extrémité de racine primaire de Zea mays
sur coupes longitudinales
La zone méristématique
Ci dessous microphotographies de coupes paraffine (10 μm) colorées à l'hématoxyline. La photo de droite montre le centre quiescent, le méristème apical (meristem) de la racine, la columelle (partie centrale de la coiffe) et le méristème d'entretien de la coiffe. CQ : centre quiescent; mec: méristème d'entretien de la coiffe; col: columelle (photos présentées aussi à la page " coloration à l'hématoxyline").
Une autre coloration appelée "Gomori" appliquée à des coupes paraffine est appropriée pour la mise en évidence de la chromatine condensée comme le prouve la photo de droite montrant la coloration intense des mitoses de la zone méristématique.
La coloration de Gomori est aussi appropriée pour la mise en évidence de la fragmentation de la chromatine dans les cellules les plus externes de la coiffe. C'est ce qu'illustre les microphotographies ci dessous. Sur la photo de gauche la columelle au centre (1), les cellules périphériques se détachant de la coiffe (flèches rouges) qui est en continuel renouvellement et la fragmentation de la chromatine dans les cellules les plus extrêmes de la coiffe (2 et 3 et zones encerclés en vert sur photo de droite) : mort cellulaire programmée des cellules qui se détachent de la coiffe.
La coiffe
La coiffe et la zone pilifère sont aisément mises en évidence sur une racine entière
L'extrémité d'une racine de caryopse germé 48 h est plongée quelques min dans une goutte de bleu de toluidine (0.0.5%) et observée directement dans une goutte d'eau : la zone pilifère et la partie périphérique de la coiffe sont clairement visibles
Microphotographie de droite : la zone pilifère observée à une certaine distance de l'extrèmité (apex) de la racine. On voit nettement que les poils sont de plus en plus long à mesure qu’on s’éloigne du début de la zone pilifère.
Microphotographie de gauche : les cellules périphériques de la coiffe se détachent aisément de cette dernière
Quelques informations sur les régions de la racine primaire
Le centre quiescent est une zone d’apparente inactivité sur la base de critères histologiques (mitoses; synthèses d'acides nucléiques: les plus faibles du méristème). Mais il joue un rôle dans l’entretien de la coiffe et le remplacement du méristème si celui – ci est endommagé (rôle prouvé par des expériences de microchirurgie).
La coiffe est une sorte de capuchon plus ou moins conique qui couvre la pointe de la racine. Elle est issue du méristème dit d’entretien de la coiffe (mec), adjacent au méristème proprement dit. Sa partie centrale appelée la columelle est constituée de parenchyme dont les cellules sont riches en gros grains d’amidon contenus dans des amyloplastes (8 à 10). Ces derniers jouent un rôle dans la perception de la gravité par la racine (gravitropisme positif). La coiffe présente aussi une région latérale qui remonte le long de la racine sur une distance plus ou moins longue et une région distale constituée de cellules qui se séparent de la coiffe (voir photos ci dessus).
Outre son rôle dans la perception de la gravité la coiffe joue aussi un rôle de protection du méristème et de production de mucilage pour faciliter la progression de la racine dans le sol.
La zone pilifère : elle se différencie juste au-dessus de la zone élongation et constitue un manchon de poils qui s’étend sur plusieurs cm de long. Les poils absorbants sont propres aux jeunes racines en croissance. Ce sont des excroissances microscopiques des certaines cellules du rhizoderme, à croissance unipolaire et à paroi cellulosique mince. Leur densité est très élevée mais varie selon les espèces allant de 200 à 2000 /cm2(graminées). Ordre de grandeur de leurs dimensions : 0,1 à 10 mm de long et 10 µm de diamètre. La zone pilifère constitue la zone de la jeune racine la plus efficace dans l’absorption de l’eau et des sels minéraux.
La coiffe et la zone pilifère ont deux points communs: elles sont en constant renouvellement et elles produisent du mucilage pour faciliter la pénétration des poils (zone pilifère) et de l'extrémité de la racine dans le sol.