Leaving the meristem behind: The genetic and molecular control of leaf patterning and morphogenesis

Abstract

Leaves, which play an essential role in plant photosynthesis, share common features such as being flat structures, but also show an impressive variability in their sizes and shapes. Following its initiation in the meristems, leaf development is patterned along three polarization axes to establish its basic architecture. This process is further complicated in the case of compound leaves with the formation of new growth axes. Growth and differentiation must be properly coordinated to regulate the size and the flatness of the leaf. This review provides an overview of the genetic and molecular regulatory networks underlying leaf development, with an emphasis on leaf polarity and the comparison of simple and compound leaves. Résumé Les feuilles sont des organes essentiels pour la photosynthèse des plantes et possèdent des caractéristiques communes comme le fait d’être des structures planes, mais montrent aussi une impressionnante variabilité de leurs formes et tailles. Après son initiation au niveau du méristème, la feuille se développe suivant trois axes de polarisation, lui permettant ainsi d’atteindre son architecture de base. La formation de nouveaux axes de croissance lorsqu’il s’agit de feuilles composées rend ce processus plus complexe. La croissance et la différenciation doivent être correctement coordonnées afin de réguler la taille et la planéité de la feuille. Cette revue apporte une vue d’ensemble des réseaux génétiques et moléculaires de régulation du développement foliaire, et met l’accent sur la polarité foliaire et la comparaison entre feuilles simples et composées.