9. Les phytohormones - Echange TV.Le Valentin.free.fr

Les phytohormones
• Substances naturelles présentes dans les
végétaux,
• Qui sont fabriquées dans une zone de la
plante,
• qui peuvent circuler plus ou moins loin
selon le cas,
• Et agir sur des cellules cibles possédants
les récepteurs leurs correspondants.
La connaissance des phytohormones a permis de sélectionner
une gamme de substance utilisable en agriculture :
Substances de croissance
Pages blanches de l’index phytosanitaire – Produits divers
Définition :
o Produits de types divers, d’origine synthétique ou végétale, susceptibles d’exercer
une action physiologique sur le végétal traité.
o il peut agir :
o D’action sur la dimension des cellules : accélération de la germination des
graines, augmentation de croissance, réduction de croissance.
o D’action sur la multiplication des cellules : inhibition de la germination des
pommes de terre, bouturage, mise à fleur.
o D’interaction avec les substances de croissances naturelles : maintien ou
rupture de la dormance, arrêt de croissance, éclaircissage chimique des fruits,
prévention de la chute des fruits, induction florale, défoliation.
o De modification du métabolisme : augmentation de la précocité, de la
productivité, effets divers.
I. L’auxine :
Vous voulez utiliser le produit suivant
• Quel est l’effet de l’auxine présenté dans la
première expérience?
• Etablir une relation entre la dose d’auxine et
la croissance des cellules de racine en prenant
en compte la 2ème expérience.
Sachet de 10 g
• Expliquer pourquoi les produits
commercialisés sous terme « hormone de
bouturage » contiennent des auxines à forte
concentration qui ne doivent être appliquées
qu’en une seule fois.
1.
Bouture d’auxine réalisée dans
une solution d’hormone de
bouturage à 10-5 g.mL-1
2. Variation de l’élongation des cellules de
racine en fonction de la concentration en auxine
Tableau récapitulatif des effets de l’auxine dans la
plante en fonction de sa concentration
A forte concentration, elle inhibe le
développement des bourgeons =
inhibition apicale.
Elle active l’élongation des
racines mais à très faible
concentration.
Elle active la formation de la
chaire des fruits
Elle inhibe la chute des feuilles
et des fruits
Elle stimule la rizhogénèse à forte
concentration
Elle stimule la différenciation de
bourgeon à très faible
concentration
•
•
•
•
•
•
•
L’auxine est surtout fabriquée au niveau des bourgeons
terminaux.
Elle ne peut circuler que de l’apex vers la base par la
sève.
Elle inhibe les bourgeons qu’elle rencontre. ( dominance
apicale )
Elle stimule la croissance primaire ( en longueur des
cellules de la tige.
Elle stimule la croissance secondaire ( en épaisseur ) en
provoquant la division des cellules du cambium ET en
influençant sur la différenciation du xylème secondaire.
Lorsque la plantule est jeune, la concentration en auxine
arrivant aux niveau de l’apex racinaire est forte etelle
stimule la rhyzogénèse .
Puis en grandissant, la distance entre les bourgeons
terminaux ( lieux de synthèse de l’auxine ) et les racines
augmente; La concentration en auxine diminue. Elle
stimule alors l’élongation des cellules au niveau de la
racine.
L’auxine synthétisée par les graines en
développement favorise la maturation du fruit.
Utilisation comme substance de
croissance
• 2-4 D et ses dérivés ( 2-4 MCPA, 2-4 MCPB, Mécoprop
ou MCPP…) et piclorame :
– Auxine de synthèse
– HERBICIDE efficace sur la plus part des
dicotylédones.
– Les monocotylédones sont pour la majorité
résistantes.
– Mode d’action non connu avec précision.
– On pense que ce sont des antagonistes d’une
protéine récepteur à l’auxine ( Auxine- BindingProtéin, ABP )
– La croissance est désordonnée par activation de
la division et surtout de l’élongation cellulaire.
– Conduit à la mort de la plante.
• L’acide Alpha Naphtalène Acétique ( ANA ):
– Auxine de synthèse
– Pommier : modification du niveau de nouaison.
– Arbre et arbustes : Stimulation de la rhizogenèse.
• L’acide Beta Indol Acétique ( AIA )
– Auxine naturelle présente dans les végétaux
– Stimulation de la rhyzogénèse sur arbres et arbustes
d’ornement, pélargonium, cultures florales diverses, rosier,
pommier, prunier;
• Autres :
– Empêche la prolifération des bourgeons de pomme de terre.
– Provoquer la formation de fruits parthénocarpiques.
– Retarde la chute des fruits et des feuilles.
Applications en culture in vitro
•
•
•
•
A partir d’un vitroplant
Vitroplant = plante de petite dimension
cultivée dans un tube à essai
On coupe un fragment de tige
d’environ 1,5 cm portant 2 feuilles.
Les feuilles sont enlevées en prenant
soin de laisser intact les bourgeons
axillaires.
On réalise 3 milieux de cultures différents :
Milieu de culture
Résultats
Milieu MS ½
Sans auxine
Pas d’enracinement
Milieu MS ½
Avec auxine 0,5 μmol.L-1
Formation de racine
Photo A
Milieu MS ½
Avec auxine 2 μmol.L-1
Formation d’un cal
Photo B
Photo A
Photo B
Autre exemple plus complexe car
on fait intervenir 2 hormones
II. Les cytokinines
A. Régulation de la division et de la différenciation cellulaire:
Expérience réalisée sur un morceau de parenchyme prélevé dans une tige
Culture sans aucun ajout d’hormone
Les cellules deviennent très grosses
mais ne se divisent pas
+ cytokinines
Pas d’effet
+ cytokinines + auxines
Les cellules se divisent
• Le rapport des concentrations des 2 hormones a son importance :
• A concentration égale, les cellules se divisent et il se forme de
nombreux cals.
• Si il y a plus de cytokine que d’auxine, des pousses émergent des
cals.
• Si il y a moins de cytokine que d’auxine, ce sont des racines qui se
forment
B. Régulation de la dominance apicale :
• Dans la tige, L’auxine inhibe le
développement des bourgeons
axillaires.
• Mais les cytokines bloquent l’effet de
l’auxine qui arrive vers le bas.
L’auxine est fabriquée au niveau des bourgeons
terminaux
Et descend par le phloème
• Les rameaux du bas se développent
en premier…
• Dans la racine, Les
cytokinines inhibent la
formation de racines
secondaires,
• Mais l’auxine bloquent l’effet
des cytokines.
• Les racines secondaires les
plus éloignées de l’apex
racinaire se développent en
premier.
Et remonte par le xylème
Les cytokinines sont fabriquées au niveau de la
racine
• Gibbérelline ( A4 + A7 ) et Cytokinine ( 6BA ) :
– Pommier ( variétés à fruits rouges ) :
Amélioration de la qualité des fruits, rugosité
des pommes;
– Pommier : Action sur le processus de
ramification, rugosité.
III. Les gibbérellines
•
•
•
Elles stimulent l’élongation des tiges et des limbes des feuilles.
Elle stimule la germination des graines.
Elle stimule la maturation des fruits.
•
L’acide gibbérellique ou GA3 est utilisé pour :
–
–
–
–
–
•
Les gibbérelline ( A4 + A7 ) :
–
–
–
–
–
•
L’induction de la parthénocarpie sur tomate, citrus, vigne ( raisin de table ), poiriers…
L’induction florale. ( clémentinier, poiriier, artichaut )
L’activation de l’élongation des tiges ( vigne,
Levée de dormance de certaines semences
Induction de la mise à fruit parthénocarpique après le gel chez le poirieir.
Sont des substances synthétisées par les pépins ou les noyaux des fruits.
Elles sont responsables du grossissement du fruit et de la qualité de son épiderme.
En leur présence, l’épiderme est souple et jointif, il résiste mieux à la rugosité et à l’éclatement.
Cerisier : amélioration de la qualité des fruits.
Pommes : Amélioration de la rugosité.
Des antigibbérellines( sont utilisés comme réducteurs de croissances.
–
–
–
Ce sont des antigibbérelliques qui bloquent la synthèse de la gibbérelline.
Utilisés en horticulture pour obtenir des plantes naines.
Utilisé simultanément avec des engrais pour le blé par exemple.
•
Les engrais stimulent ainsi la maturation du grain sans provoquer une trop grande croissance de la plante pour éviter la
verse.
–
Substances actives : Chloroméquat chlorure
–
Substance active : Ethéphon.
•
Produit commerciale : Le CCC ( cyclocel ) par exemple
IV. L’acide abscissique
• Appelée dormine
• Elle intervient dans les situations de stress de la plante.
• Contre le froid, elle met en dormance la pante.
• Dans le bourgeon, elle ralentit la croissance et provoque la transformation des primordiums foliaires en
écailles protectrices.
• Elle ralentit la division des cellules du cambuim.
•Contre le froid, elle provoque l’entrée en dormance des graines.
• En cas de stress hydrique, elle provoque la fermeture des stomates.
V. L’éthylène :
•
•
•
L’éthylène ralentit la croissance des cellules.
Il stimule le mûrissement des fruits ( dégradation de la chlorophylle et des
parois cellulosiques ).
Il stimule la chute des feuilles ( effet opposé à l’auxine ).
•
Pour accélérer le mûrissement des fruits,
– Il suffit de les emballer dans un sac plastique ou l’éthylène s’accumulera.
•
A l’inverse, pour le ralentir, il faut :
– placer les fruits dans une atmosphère riche en dioxyde de carbone ( qui inhibe
l’effet de l’éthylène ) et en courant d’air pour que l’éthylène ne s’accumule pas.
– A basse température.
– Par cette techniques, les pomiculteurs vendent pendant l’été les pommes qu’ils
ont cueilli l’automne précédent.
– C’est aussi utiliser pour le transport de fruits par bateau.
•
Les traumatismes ( chocs, coupures, augmentent la production d’éthylène ).
Références
• Index phytosanitaire ACTA
• Physiologie végétale – Tome 2 «
Développement » _ R.Heller, R. Esnault,
C.lance_ Edition Masson.
• Biologie Campbell – De Boeck université
Sites internet intéressants
http://www.acrennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/auxine/auxine1/auxine1.htm
http://www.snv.jussieu.fr/vie/conferences/morphovg_ai_01/index.html
• VI. L’acide jasmonique : Stimule la fabrication de diverses protéines.
– Dans le cas d’attaques parasitaires, de blessures, piqûres d’insectes
– Des glyxoprotéines qui permettent la redistribution de l’azote de cellules
( cellules sénescentes = transfert de leurs molécules azotées vers
d’autres cellules ) ( constitution de réserves ).
• VII. Les brassinostéroïdes: Ils augmenteraient les résistances aux
stress ( froid ) et aux maladies.
• VIII. L’acide salicylique : participe à la résistance de la plante aux
pathogènes.
• IX. Les polyamines ( cadavérine, putrescine, spermidine, spermine,
agmatine ):
– Elles dérivent d’acides aminés
– Substances découvertes en grande proportion dans les cadavres
d’animaux action d’enzymes bactériennes.
– Elles sont les toxines responsables des indigestions d’aliments avariés.
– Il y a une corrélation entre vitesse de croissance et teneur en
polyamines dans la plante.
• Le blocage de leur synthèse stoppe la croissance.
• L’application d’auxines, cytokinines, gibbérellines augmente leur fabrication.
– La sénescence des organes végétaux s’accompagne d’une baisse de la
teneur en polyamines. Ils sont en concurrence avec l’éthylène sur ce
point.
•
L’acide abscissique :
– Maintenant produit en grande quantité par un champignon Botrytis cinérea.
– Trempage des semences ( pomme de terre, radis, coton, blé ) durant une minute
dans une solution… peut augmenter le rendement de 15 – 30 %.
– L’effet est persistant dans le temps. ( les rendements sont comparables pour des
semences plantées 1 an après.
– Mécanisme d’action incompris compte tenus des propriétés naturelles de se
régulateur de croissance.
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Les brassinostéroïdes : Utilisées dans des zones semi arides car elles
améliorent la résistance au stress thermique et hydrique.
L’acide aminolévulinique augmente de 20-40 % le rendement de la culture (
pomme de terre, radis, épinard, ail )
De nombreux travaux sont en cours sur ces substances…
D’autres substances sont encore à l’étude…
• Pour BTS :
• Mise en évidence de l’auxine et autre
hormones
• Mode d’action cellulaire de l’auxine ( ABP
Récepteur protéique.
• Les formules chimiques des molécules