Une phytohormone

Une phytohormone est une hormone végétale, une substance produite par des cellules végétales endogènes situées principalement dans les feuilles de la plante et agissant sur d'autres cellules en tant que molécules messagers chimiques (molécules de signal). Les phytohormones sont capables de réguler les principaux processus physiologiques des plantes, terrestres ou aquatiques.

Résultat du manque de phytohormone sur :

Le manque de la phytohormone auxine chez l'arabette des dames Arabidopsis thaliana est visible à droite. Le type sauvage (à gauche) se compare au mutant de transduction du signal auxine (à droite).

Généralités

⭐ Ces hormones végétales sont produites en petites quantités dans les tissus végétaux, à la différence des hormones animales, synthétisées dans les glandes.

✅ En plus des phytohormones véritables, il existe de nombreux autres composés phytochimiques qui présentent également des effets régulateurs de la croissance, par exemple certains composés phénoliques et les stéroïdes. Par définition, cependant, ceux-ci n'appartiennent pas aux hormones végétales.

Rôle et fonctions

Avec un rôle de phytomédiateur, la phytohormone a un rôle essentiel dans le mode de croissance de la plante, soit en agissant comme facteur de croissance, soit comme inhibiteur de croissance. Elle est un régulateur.

Voir également une molécule hormonale endogène du type auxine.

✅ Les phytohormones contrôlent un grand nombre d'événements, y compris la croissance des plantes, y compris leurs racines, la chute des feuilles, la floraison, la formation des fruits et la germination des graines. Une hormone intervient dans plusieurs processus et chaque processus est également régulé par l'action de plusieurs hormones.

Il existe des phénomènes d'antagonisme et d'équilibre hormonal qui conduisent à une régulation précise des fonctions de la plante, ce qui permet de résoudre l'absence de système nerveux. Les hormones exercent leurs effets par le biais de mécanismes moléculaires complexes, qui entraînent des modifications de l'expression des gènes, des modifications du squelette, une régulation des voies métaboliques et des modifications des flux ioniques.

Histoire de la recherche

La découverte de substances analogues aux hormones chez les plantes est le résultat d'études sur le phototropisme chez les coléoptiles d'avoine. Le coléoptile est une coquille qui entoure le cotylédon dans des herbes telles que l'avoine. Charles Darwin et son fils Francis Darwin ont décrit en 1880 que la courbure du coléoptile en croissance dans la direction de la lumière incidente "percevait" la pointe du coléoptile et que, dans la zone d'extension située plus bas, la courbure est orientée vers la lumière.

Pendant longtemps, on ne savait pas comment le stimulus, alors considéré comme analogue à une sensation psychique, se transmettait de la pointe à la zone d'extension. Le botaniste Wilhelm Pfeffer a estimé qu'il faut une interaction entre les cellules du coléoptile. Ce n'est qu'en 1913 que Peter Boysen-Jensen a entamé une enquête expérimentale sur cette question en montrant que l'insertion d'un flocon de mica du côté de l'ombre du coléoptile empêche la courbure, tandis qu'un flocon de mica du côté de la lumière est sans effet. La preuve finale qu'il s'agit de la diffusion d'une substance, Frits Warmolt Went l'a prouvé en 1927, en plaçant Koleoptilspitzen sur des plaques d'agar et en appliquant la substance diffusante sur des coléoptiles coiffés. Le nom "phytohormone" a été introduit par Frits AFC Went et Fritz Kögl en 1933.

Caractéristiques

Les caractéristiques communes de ce groupe de régulateurs de développement consistent en ce qu'elles sont synthétisées par la plante, qu'elles se trouvent en très faibles concentrations à l'intérieur des tissus de la plante, et qu'elles peuvent agir à l'endroit où elles ont été synthétisées ou ailleurs. Les régulateurs sont transportés à l'intérieur de l'usine.

Les effets physiologiques produits ne dépendent pas d'une seule phytohormone, mais plutôt de l'interaction d'un grand nombre d'entre elles sur le tissu dans lequel elles coïncident.

Parfois, le même facteur produit des effets opposés selon le tissu où il agit. Cela pourrait être dû à l'interaction avec différents récepteurs, ceux-ci jouant le rôle le plus important dans la transduction du signal. Un exemple clair serait ABA (acide abscisique) : alors qu'il agit dans les graines en se liant à l'élément de réponse Vp1 en générant la transcription des protéines de réserve, les stomates (feuilles) agissent en provoquant une diminution du potentiel osmotique menant à la fermeture. ⭐ Cette caractéristique les distingue des hormones animales.

Les plantes au niveau de leurs tissus produisent également des substances qui diminuent ou inhibent la croissance, appelées inhibiteurs de plantes. Nous savons que ces substances contrôlent la germination des graines et la germination des plantes. Ce sont des hormones synthétiques ou des régulateurs chimiques de plantes capables d'augmenter ou de ralentir la croissance des plantes, qui effectuent toujours la photosynthèse pour se nourrir.

Elles régulent les processus de corrélation, c'est-à-dire que lorsqu'ils reçoivent le stimulus dans un organe, ils l'amplifient, le traduisent et génèrent une réponse dans une autre partie de la plante. Interagissez entre eux par différents mécanismes :

• synergie : l'action d'une certaine substance est favorisée par la présence d'une autre.
• Antagonisme : la présence d'une substance évite l'action d'une autre.
• Bilan quantitatif : l'action d'une substance dépend de la concentration d'une autre.

Elles ont également deux caractéristiques distinctives des hormones animales :

• Elles exercent des effets pléiotropes, agissant dans de nombreux processus physiologiques.
• Leur synthèse n'intervient pas dans une glande spécifique, mais est présente dans presque toutes les cellules et il existe une variation qualitative et quantitative selon les organes. Les hormones et les enzymes remplissent des fonctions de contrôle chimique dans les organismes multicellulaires.

Les phytohormones peuvent favoriser ou inhiber certains processus :

• Parmi celles qui favorisent une réponse, il existe 4 groupes principaux de composés qui existent naturellement, chacun d'eux présentant de fortes propriétés de régulation de la croissance chez les plantes. Les groupes principaux sont inclus : les auxines, les gibbérellines, les cytokinines et l'éthylène.
• Parmi celles qui inhibent : l'acide abscissique, les inhibiteurs, les morfactines et les retardateurs de croissance. Chacun a une structure particulière et ils sont actifs à de très faibles concentrations dans la plante.

Bien que chaque phytohormone ait été impliquée dans une modification relativement diversifiée des rôles physiologiques au sein des plantes et de leurs sections, le mécanisme précis par lequel elles fonctionnent n'est pas encore connu.

✅ Un phytomédiateur désigne un composé jouant le rôle d'hormone végétale ou de régulateur de certaines activités biologiques des végétaux. On distingue cinq hormones végétales traditionnelles et des régulateurs comme les brassinolides, les jasmonates, l'acide salicylique et la systémine.

Modes d'action

Les phytohormones végétales sont transportées dans la plante de l'origine à un site d'action spécifique, soit d'une cellule à l'autre (par exemple, auxines), via les voies (par exemple cytokinines), ou via l'espace gazeux entre les cellules (éthylène), des phytohormones. Elles régulent les processus de croissance et de développement des plantes en étroite interaction mutuelle et peuvent les déclencher, les inhiber ou les promouvoir. Ils contrôlent et coordonnent la croissance des racines, des pousses et des feuilles, le développement des graines et des fruits, la sénescence et l'abscission, la dominance apicale, le repos des plantes, le gravitropisme et le phototropisme, et de nombreux autres processus.

Les sites d'origine et le mécanisme d'interaction chimique sont mal compris. Les sites d'attaque des phytohormones sont des protéines réceptrices hormonales. La régulation de la production des phytohormones sont soit :

• inactivé de manière irréversible par diverses réactions de dégradation à contrôle enzymatique,
• ou convertis par conjugaison avec des monosaccharides ou des acides aminés sous des formes de stockage biologiquement inactives. Ces conjugués, en tant que produits de désactivation réversibles (réactivables), jouent un rôle important dans le métabolisme de la plante.

Alors que les phytohormones présentes dans les plantes vasculaires ont un large spectre d'activités (ce que l'on appelle l'effet pléiotrope), des effets très spécifiques sur la différenciation du protonème des mousses (et hépatiques) sont décrits en particulier pour les auxines, les cytokinines et l'acide abscissique.

✅ Le lieu d'interaction et le lieu d'action ne sont souvent pas clairement séparés.

Liste de phytohormones et régulateurs végétaux

Les principale phytohormones végétales connues sont :

• l'acide abscisique;
• les auxines;
• les cytokinines;
• l'éthylène (biologie);
• du florigène;
• les gibbérellines;
• les brassinostéroïdes (des stéroïdes végétaux).

Outre les hormones végétales mentionnées ci-dessus, d'autres composés régulant le développement des plantes sont à l'étude :

• les polyamines;
• les oxilipines;
• les salicylates;
• le florigène (hormone florale, de floraison);
• les oligosaccharines;
• le strigolactone;
• la systémine.

En outre, les brassinostéroïdes, les jasmonates, les salicylates et la systemine, en tant que seule hormone peptidique, jouent un rôle. Les polyamines ne font pas partie des phytohormones, car elles n'ont pas uniquement une fonction de signalisation, sont toujours présentes dans la cellule, agissent comme réactifs directs (changement hors de la réaction, irréversible) et sont efficaces à fortes concentrations.

Récemment, le groupe de substances de strigolactones a été accepté comme phytohormone. Ceux-ci régulent (également en interaction avec d'autres phytohormones) la ramification de l'axe des pousses et des hyphes de champignons mycorhiziens Arbuskulären et la germination des graines.

Applications

Les phytohormones végétales et les régulateurs de croissance associés sont largement utilisés dans l'agriculture, la foresterie et l'horticulture.

Le fumage avec de l'éthylène accélère la maturation des fruits non mûrs tels que les bananes, les oranges et les citrons dans des entrepôts fermés. Il sert également à induire la floraison dans les serres fermées. Pour accélérer le processus de maturation des fruits, des concentrations d'éthylène nanomoléculaires sont suffisantes. Inversement, en retirant en continu l'éthylène des entrepôts de fruits, leur fraîcheur peut être conservée.

En rapport avec "phytohormone"

• auxine

  

  L'auxine est une phytohormone au rôle important dans la régulation de la croissance des plantes car elle induit la division, la différenciation et l'élongation...

• cytokinine

  

  La cytokinine est une hormone végétale qui stimule la prolifération des cellules, par mérèse, sous réserve qu'elles soient en présence d'auxine.

• hormone de croissance

  

  L'hormone de croissance est une hormone protéique sécrétée par l'adénohypophyse, la somatotropine.

• hormone végétale

  

  Une hormone végétale est une molécule hormonale endogène, c'est-à-dire synthétisée par l'organisme lui-même et non fournie par le milieu.