Physiologie du Développement des Angiospermes

Physiologie du Développement des Angiospermes
Croissance – Développement – Régulation
Signalisation : Molécules Effectrices et Signalisation
Introduction
Les plantes sont soumises à différents signaux :
- Facteurs physiques : telle que la lumière, la gravité et la température.
Grâce à des pigments photosynthétiques les plantes peuvent mesurer la longueur d’onde
du jour et savent les saisons. La croissance s’adapte et les plantes se développent. On
parle de photorécepteurs, ils sont incolores et propres aux plantes.
La gravité établie l’axe de croissance, la polarité de la plante. On définit deux extrémités : le
méristème apical caulinaire et le méristème apical racinaire.
La plante réagit aux variations de température.
- facteurs biotiques : symbiose, défense
- Sol : eau, sels minéraux, oxygène, parasites.
- Facteurs Chimiques : les signaux sont envoyés aux différentes cellules.
Les molécules hydrophobes traversent la membrane, ont reconnues par un récepteur et il y
a activation.
Perception : molécules et son récepteur
Transduction du signal : mise en place de molécules effectrices et induction de gènes
différents.
Des ligands nécessitent des récepteurs à la surface de la membrane.
Le mécanisme est le même pour les molécules hydrophiles.
Un récepteur membranaire sans ligand est inactif. Une fois lié à son ligand il change de
conformation : reconnaissance de GTP, activation d’une enzyme et transduction.
Les récepteurs ont une partie interne qui est une enzyme. Sans liaison, l’enzyme est inactive,
autrement, l’enzyme est activée, il y a autophosphorylation par une kinase et transduction.
Le récepteur peut être un canal ionique. Avec son ligand il s’ouvre et permet le passage de molécules.
 Canaux Ca+
Les phytohormones sont des substances sensées être naturelles.
- Elles servent de messagers chimiques pour influencer un processus de croissance ou de
développement.
- Elles facilitent la communication cellulaire.
- Ce sont des molécules de petites tailles.
- Leur action est efficace à faibles concentrations et à distance.
- Elles sont transportées par transport actif ou passif.
- Ces phytohormones sont les auxines, les gibbérellines, les citokinines, l’éthylène, l’acide
abscissique.

a. L’auxine
Effets de l’auxine :
- Du grec « pousser », elle favorise l’allongement des cellules.
- Elle inhibe la croissance des bourgeons
- Elle favorise la rhizogénèse
- Elle favorise la ramification des racines
- Elle stimule la différenciation et la division cellulaire
- Elle inhibe la sénescence
- Elle stimule la parthénocarpie (développement des fruits sans fécondation)
- Elle stimule la polarité des tissus
Il y a biosynthèse des tissus jeunes, des limbes. Le transport se fait de l’apex vers la base dans les
coléoptiles et suivant un gradient de concentration
En ce qui concerne la polarité des tissus, si on coupe un morceau de tige, on a les pôles apical et basal.
Dans une atmosphère humide la partie basale développe des racines et la partie apicale développe des
branches et des feuilles. Si on change le sens du morceau, la partie basale donnera des racines et la
partie apicale donnera des pousses. Il y a un maintient de la polarité : les racines iront vers le bas
(géotropisme positif) et les ramifications iront vers le haut (géotropisme négatif).
Structure de l’auxine :
Toutes les molécules présentées dans le poly ressemblent à l’acide indole acétique (AIA) : chaîne
latérale et site aromatique.
Les plantes peuvent dégrader les molécules qu’elles produisent mais pas les molécules de synthèse.
Le coléoptile protège les feuilles qu’il contient. A l’obscurité il s’allonge, à la surface il s’ouvre dans
la partie apicale et permet aux vraies feuilles de sortir.
Quand on coupe la partie apicale, il n’y a plus de réaction à la lumière. De même, si on coupe l’apex, il
n’y a plus de réaction (Darwin).
Si on introduit un morceau de mica du côté obscur il n’y a pas de réponse contrairement au côté
illuminé.
Avec de la gélatine, il y a diffusion des petites molécules.

On peut donc dire qu’il existe une substance synthétisée grâce à la lumière qui permet la croissance et
le développement
L’auxine provient du tryptophane, seule la chaîne latérale est modifiée par décarboxylation,
désamination et oxydation.

L’élongation des tissus dépend de la concentration en auxine mais, à des concentrations trop
élevées l’auxine peut être inhibitrice pour certains tissus.

L’allongement des cellules se fait dans un sens défini. L’auxine permet l’allongement dans le sens
de la longueur et la paroi délimite cet allongement donc, il faut agir sur la paroi pour créer un relâchement
des molécules à des endroits précis.
Le relâchement se fait par acidification et l’ATPase permet de maintenir le pH de la paroi. L’expansine
casse les liaisons hydrogènes des polysaccharides.
L’allongement se fait par gonflement car l’eau rentre pour permettre l’équilibre en potassium et, il faut
ensuite refaire la paroi.
Rôle de l’auxine dans la réponse gravitropique :
Il existe des tensions entre pôles apical et basal que peut détecter la cellule. Les statholites changent
de place et modifient les tensions. C’est une réaction à la gravité.
Dans une racine verticale la concentration en auxine est identique alors que dans une racine
horizontale la concentration en auxine est plus élevée dans la partie inférieure. La racine se courbe.
b. Les cytokinines
Elles dirigent la division cellulaire et dérivent de l’adénine.
Effets des cytokinines :
- stimulation de la division cellulaire
- inhibition de la sénescence
- favorisation des bourgeons latéraux (dominance apicale)
- stimulation de la morphogenèse (formation des tiges)
- inhibition de la dormance des semences
- favorisation de la synthèse de protéines, ADN, ARN
- stimulation de la synthèse d’enzymes
- favorisation du développement des fleurs
- favorisation de la croissance de racines
Il y a biosynthèse du méristème racinaire et graines en germination, transport apolaire dans le xylème
(ascendant)
La découverte du fonctionnement s’est fait grâce à une bactérie, Agrobacterium tumefaciens, qui a
un plasmide T (Tumor inducing). Elle peut introduire dans les tissus une partie TDNA de son plasmide qui
s’insert dans les génomes des plantes et exprimant des gènes :
Cytokinines
Auxines