Biol203 polyprofTD7
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Séance 7 : Les phytohormones Plan de la séance : A – Les hormones végétales Définitions Principales caractéristiques Propriétés physiologiques Méthodes de dosage Modes d’action : quelques exemples Mécanismes d’action moléculaires : quelques exemples B – Utilisation des hormones végétales en culture in vitro (CIV) A – Les hormones végétales A-1 Notion d’hormone : historique et définition Donner la définition d’une hormone végétale Quelles sont les particularités du système hormonal végétal par rapport à celui des animaux ? 1 – Pas de système de sécrétion spécifique (pas de système endocrine et de glandes) : la production d’hormones chez les plantes se fait dans différents organes. 2 – Par rapport aux animaux : peu de type d’hormone (5 grandes familles) mais qui jouent chacune plusieurs rôles dans la plante. A-2 Principales caractéristiques Faire un tableau présentant pour chaque type d’hormone : la famille, le type de molécule et leur principaux effets physiologiques 30 A-3 Modes d’action : quelques exemples Interprétez les résultats d’expériences suivantes : 1 – Action de l’auxine sur l’élongation cellulaire - il s’agit d’une courbe dose-réponse en cloche (courbe de Gauss). A une concentration optimale l’auxine à un effet maximal qui diminue lorsque la dose devient toxique. - Comparaison des 2 courbes : Il faut une concentration environ 10 000 fois moins importante d’auxine pour que l’élongation de la racine soit maximum par rapport à celle de la tige. Donc les 31 cellules de racine sont plus sensibles à l’effet de l’auxine. Discutez de cette notion de sensibilité. Physiologiquement on peut imaginer par exemple que les cellules réceptrices de la racine ont plus de récepteurs à l’auxine que celles de la tige. 2 - Régulation de l’utilisation des réserves lors de la germination A B 32 Figure A : L’acide gibbérellique à une effet positif sur la production d’amylase. Figure B : - On retrouve l’effet positif de l’acide Gibbéréllique - Cet effet est annulé par l’acide Abscissique : ces deux hormones ont un effet antagoniste - Si on ajoute de la cordycépine, l’effet antagoniste de l’ABA s’annule. Donc l’effet antagoniste de l’ABA n’est pas direct sur les GA mais nécessite une modification de l’expression des gènes 3 - Voie de signalisation hormonale : exemple de l’éthylène 3-1 Des plantules d’Arabidopsis thaliana de génotype sauvage (WT), mises à germer à l’obscurité en présence d’éthylène (Fig. 1A & 1B), présentent une triple réponse. Ce phénotype est utilisé comme critère pour sélectionner des mutants affectés dans les processus physiologiques dépendant de l’éthylène. La figure 1C montre des mutants présentant un phénotype de triple réponse constitutive. A.1 : Triple réponse à l’éthylène : Racine courte Hypocotyle court et épais Crosse apicale surenroulée A.2 : Phénotype de triple réponse en absence d’éthylène A.3 : attention il s’agit de mutants de perte de fonction. Donc les gènes mutés 33 peuvent être des inhibiteurs de synthèse constitutive de l’éthylène ou des gènes de perception de l’éthylène. 3-2. Plusieurs expériences ont été réalisées afin de mieux caractériser les mutants eto1et ctr1(Tab. I &II, Fig.2). Figure 2 : Phénotypes de plantes sauvages et mutantes cultivées à l ’obscurité en absence ou en présence de différents inhibiteurs. L’aminoethoxyvinylglycine (AVG) est un inhibiteur de l’ACC synthase et l’AgNO3 est un inhibiteur de la perception de l’éthylène. . A l’aide des résultats présentés ci-dessus, précisez la fonction des protéines ETO1 et CTR1. 34 ETO1 = protéine impliquée dans la biosynthèse de l’éthylène et non pas dans la perception du signal CTR1 = mutant de réponse constitutive à l’éthylène devenu insensible à des inhibiteurs de perception, donc agit en aval du récepteur. 3-3. Une étude a été menée sur l’ACC synthase (ACS), une enzyme de la voie de biosynthèse de l’éthylène (Fig. 3 & 4) Que peut-on conclure sur la fonction de la protéine ETO1? ETO1 = inhibiteur de l’activité de l’ACS (qui n’est pas active de façon constitutive) 35 B - Utilisation des hormones végétales en culture in vitro Plant tissue culture. Theoretically, any plant cell--except those lacking a nucleus or enclosed by a rigid, secondary wall--is potentially capable of regenerating the organism from which it was derived. Such a cell is said to be totipotent. Collections of similar cells form tissues, tissues and tissue systems are organized into organs, and the specific spatial arrangement of organs constitutes the organism. Plants can be regenerated in vitro (in an artificial environment) from organ explants (root and shoot tips, buds, leaf primordia, developing embryos, bud scales, and so on), tissue explants (pith, cortex, epidermis, phloem, nucellus), cells (parenchyma, collenchyma, uninucleate or binucleate pollen grains), and protoplasts. The scheme shown here illustrates some of the pathways by which micropropagation can be achieved. Traduire la légende 36 Composition d’un milieu de culture usuel - Quelle est la différence entre les microéléments et les macroéléments? Différence entre macroéléments et microéléments = concentration des éléments A votre avis, quels composés manquent dans ce milieu ? - On peut ajouter du sucre dans le milieu pour favoriser la croissance même si les plantes sont autotrophes 37 Type d’organogenèse contrôlée par les concentrations relatives d’auxines et de cytokinines 38 En fonction de la composition du milieu de culture et de la nature de l’explant utilisé, en déduire quel type d’organogenèse vous devriez observer et remplir le tableau ci-dessous. T A Nature de l’explant B C Milieu de base + Milieu de base + Milieu de base + Milieu de base sans hormone AUX 2 mg/l CK 0,2 mg/l AUX 0,2 mg/l CK 2 mg/l Rhizogenèse Tige avec un bourgeon axillaire Dvpt bourgeons Formation racines de cal Dvpt bourgeons axillaires de de Rhizogenèse Tige sans bourgeon axillaire Formation de racines puis mort Mort Formation de Disque de feuille racine à la base puis s’arrête cal Dvpt bourgeons adventifs de Rhizogenèse Racines AUX 2 mg/l CK 2 mg/l cal Bourgeons adventifs sur racines Rhizogenèse cal Formation dvlpt bourgeons axillaires 39 et de
