Jérôme Chopard, Nathan Mellor, Anthony Bishopp, Michael P. Pound, Christophe Godin, Mikaël Lucas, Daniele Muraro, John R. King, T. Charlie Hodgman, Helen M. Byrne, Hanna Help, Tony P. Pridmore, Yrjö Helariutta, Malcolm J. Bennett, Helariutta, Yrjo [0000-0002-7287-8459], Apollo - University of Cambridge Repository, Centre for Plant Integrative Biology [Nothingham] (CPIB), University of Nottingham, UK (UON), The Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford [Oxford], HiLIFE - Institute of Biotechnology [Helsinki] (BI), Helsinki Institute of Life Science (HiLIFE), University of Helsinki-University of Helsinki, Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Modeling plant morphogenesis at different scales, from genes to phenotype (VIRTUAL PLANTS), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Biotechnology and Biological Sciences Research Council, Engineering and Physical Sciences Research Counci, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) [KUK-013-04], Royal Society, Wolfson Foundation, Royal Society University Research Fellowship, Institut de Biologie Computationnelle de Montpellier, Morphogenetics Inria Project-Lab, Equipe Rhizogenèse (RHIZOGéNèSE- UMR DIA-PC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), University of Oxford, Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki-Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institute of Biotechnology, Genetics, Plant Biology, Viikki Plant Science Centre (ViPS), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
International audience; As multicellular organisms grow, positional information is continually needed to regulate the pattern in which cells are arranged. In the Arabidopsis root, most cell types are organized in a radially symmetric pattern; however, a symmetry-breaking event generates bisymmetric auxin and cytokinin signaling domains in the stele. Bidirectional cross-talk between the stele and the surrounding tissues involving a mobile transcription factor, SHORT ROOT (SHR), and mobile microRNA species also determines vascular pattern, but it is currently unclear how these signals integrate. We use a multicellular model to determine a minimal set of components necessary for maintaining a stable vascular pattern. Simulations perturbing the signaling network show that, in addition to the mutually inhibitory interaction between auxin and cytokinin, signaling through SHR, microRNA165/6, and PHABULOSA is required to maintain a stable bisymmetric pattern. We have verified this prediction by observing loss of bisymmetry in shr mutants. The model reveals the importance of several features of the network, namely the mutual degradation of microRNA165/6 and PHABULOSA and the existence of an additional negative regulator of cytokinin signaling. These components form a plausible mechanism capable of patterning vascular tissues in the absence of positional inputs provided by the transport of hormones from the shoot.