Les Phytohormones

Les hormones végétales

sont des médiateurs entre les signaux externes et le programme de développement établi. Certains programmes sont mis en œuvre chez la plante, grace aux phytohormones: métabolisme (primaire: synthèse de sucres, d'acides aminés, lipides et secondaire: pigments, produits dérivés…), économie d'eau (au niveau des stomates), arrêt de croissance (protection, réserves, déshydratation). D'autres programmes apparaissent plus "intégrés": formation des graines et des fruits, qui mettent en jeu la dormance, réserves, maturation, croissance…
Chez les végétaux, les hormones sont très souvent de petites molécules non protéiques. On connaît depuis longtemps 6 grandes classes d'hormones:

Les auxines
La cytokinine
L'acide gibbérellique
L'acide abscissique
L'éthylène
Les brassinostéroides

Les Gibberelines

125 variétées, 10 chez les champignons, 100 chez les végétaux et 15 communes. Elles sont notées de GA1 à GA125. seules les GA1 et GA3, on une forme suffisament active, pour la culture du canna produites par les racines et les jeunes feuilles.

Pendant la phase de croissance action associée avec l'auxine.
La gibbereline intervient sur l'elongation des tiges et stimule la germination. Elle induit la floraison également... ca c'est interessant pour nous. Elle joue aussi un role essentiel dans l'apel des sucres. Elle a entre autres comme effet, l'ouverture des canaux calciques (concrétement, ca veux dire qu'elle favorise l'absorbtion du calcium, trés important pour la flo, et de grosses fleurs!)
La concentration optimale de gibbereline est inconnue car l'hormone a été peu étudiée.

Les auxines AIA

ex : acide indolactique, acide-indol-3 butyrique ( hormone de bouturage)
stimulations : élongation de la tige, racines, différenciation, fructification.
Effets à partir de 10e-3 à 10e-8 mol/l Au dessus : inhibe l'elongation cellulaire. Action antagoniste aux cytokinines presentes chez toutes les plantes. Elle permet entre autres, la synthése des gibbérelines. Elle est produite dans la sommité apicale (apex)

La cytokinine CK

ex : zéatine
Stimule les racines, la differenciation, la division et la croissance cellulaire, mais aussi la germination et la floraison. Sa synthèse se fait au niveau des racines antagoniste a l'auxine. Concretement, utile pour le développement de plants avec un fort developement latérale, c'est aussi un régulateur de croissance du fait de son opposition à la dominance apicale.

Acide abscissique ABA

ex : phosphatase ABA12
Inhibe la croissance, declenche la dormance. Effet de maturatin en flo: a tendance à s'opposer à l'action de l'auxine.
Le rôle principale de l'acide abscissique est la régulation de l'eau dans la plante, notament en fermant les stomates. En cas de manque d'eau, elle est impliqué également dans le phénomene d'absission (détachement des feuilles ou des fruits, losrqu'ils sont a maturité).
Un autre point interessant pour nous, c'est que dans le cas de plantes a trichomes, elle stimule la formation de ces derniers. (je vous laisse imaginer a quoi on peu s'en servir! c'est le principe d'assecher la plante avant récolte... en dosant cette hormone on doit pouvoir simuler la secheresse ds des systemes hydro.) Par contre elle diminue fortement l'absortion des nutriments, il faut trouver le bon compromis. elle n'est sécrétée qu'en cas de secheresse.

L'éthylène

I- Historique :

1886 : NELJUBOW une jeune Botaniste russe observait l’effet du gaz d’éclairage sur la morphologie de plantules de pois : raccourcissement et épaississement des tiges, perte du géotropisme négatif : ensemble de réponses regroupées sous le terme de triple réponse. Parmi les différents effets de l’éthylène ce sont cependant les observations relatives à la maturation des fruits qui ont été décisives dans la découverte de son rôle hormonal.

1924 : L’éthylène permet le jaunissement et la maturation des citrons.

1937 : On découvre que les émanations gazeuses de pommes mûres initient la maturation des fruits verts et que l’éthylène constituait le gaz actif (première démonstration de la production d’éthylène par un végétal). A partir de ce moment on attribue un rôle à l’éthylène dans la maturation des fruits et l’on montre que de nombreux fruits émettent de l’éthylène.

1955-1960 : le développement de la chromatographie en phase gazeuse fit franchir une nouvelle étape car cette méthode très sensible et particulièrement adaptée à la détection de ce gaz permet de montrer que l’éthylène était présente dans toute les parties de la plante.

Parallèlement on démontrait au-delà de la maturation les actions diverses de l’éthylène sur le développement des végétaux.

1969-2009 : Ce composé était finalement rangé parmi les hormones végétales. Produite par les végétaux, active à faible dose et à distance du lieu de synthèse l’éthylène répond tout à fait à la définition d’une hormone.

Elle représente cependant des caractéristiques particulières au niveau du transport : [b][i][u]on observe en effet une diffusion gazeuse à l’intérieur de la plante mais aussi à l’extérieur d’où la possibilité d’action sur d’autres individus.

II- Définition :

C'est un gaz et aussi une phythormone en botanique. C'est la seule phythormone pour laquelle on connaît le récepteur. L'éthène (éthylène) est le plus simple des alcènes. L'éthylène à pour formule à l'état gazeux H2C=CH2. La production permanente d'éthylène semble être necessaire au développement normal des plantes supérieures.

Formule de l'éthylène :

Depuis longtemps il avait été démontré que la méthionine (ac. aminé) était un précurseur de l’éthylène. En effet, si on apporte de la méthionine marquée à des tranches de pommes ou de bananes on observe une incorporation de la radioactivité dans l’éthylène. L’éthylène dériverait des carbones 3 et 4.

IV- Effets physiologiques :

L’éthylène peut être considéré comme une hormone mixte avec des effets positifs tels que l'initiation de la floraison, abscission, sénescence ainsi que la germination et des effets négatifs sur le développement en inhibant la croissance des végétaux. Elle exerce une influence sur toutes les phases du développement de la germination à la sénescence souvent en interaction avec d’autres hormones. Sans entrer dans le détail de ces modifications il faut signaler qu’elles sont précédées chez de nombreux fruits par un accroissement très net de l’intensité respiratoires que l’on appelle crise climactérique( Déf : Un fruit est dit "climatérique" ou "climactérique" d'après le terme anglais si sa maturation est dépendante de l'éthylène et associée avec une augmentation de la respiration cellulaire des tissus. Les fruits climactériques les plus connus sont : la banane, la pomme, la poire, la tomate, le melon, la pêche, l'avocat...Par opposition, un fruit non-climactérique est un fruit dont la maturation est indépendante de l'éthylène et non associée à une augmentation de la respiration des tissus. Les fruits non-climactériques les plus connus sont : les agrumes, le raisin, la fraise, la cerise...) la période antérieure ou phase pré climactérique étant une période d’activité métabolique ralentie.

La production d’éthylène est très sensible aux facteurs de l’environnement : lumière, température, différents types de stress (blessures, radiations, sécheresse, attaques par les microorganismes, etc…). Dans le cas de ces agressions cette synthèse accrue d’éthylène s’accompagne de la formation de composés phénoliques, les enzymes de synthèse PAL ou d’oxydation (peroxydase) de ces composés étant nettement activées. L’éthylène déclenche ainsi des réactions de la plante qui peuvent être assimilées à des sortes de réactions de défense(cicatrisation, protection…) d’où l’appellation d’Hormone de Stress.

La production d’éthylène est stimulée par les auxines (naturelles ou synthétiques). Les travaux d’ ABELES et de BURG (1968-1972) ont montré que de nombreuses réponses obtenues chez les plantes lors de l’application d’auxine pouvaient être reproduites par l’exposition des plantes à l’éthylène. Ainsi de nombreuses réponses attribuées à l’auxine aux fortes concentrations se produiraient par l’intermédiaire de l’éthylène (inhibition de l’élongation). Cette interaction pourrait fournir un contrôle naturel lors de la production excessive d’auxine.

V- Voies de biosynthèse et régulation de la synthèse :

Changements biochimiques lors de la maturation :

Hydrolyse des composés pectiques => pectine soluble,
Hydrolyse de l’amidon => sucres,
Disparition des acides organiques => oses,
Disparition des substances astringentes tels que les tannins.

Les changements biochimiques lors de la maturation s'opérent selon différentes étapes intermédiaires ont été caractérisées selon la séquence ci-dessous :

Méthionine => S-adenosyl méthionine (SAM)=> Acide cyclopropane carboxylique (ACC)=> Ethylène

La méthionine joue un rôle particulier dans la biosynthèse des protéines, puisque toutes les chaînes protéiques démarrent par l'incorporation d'une méthionine en position N-terminale. D'autres résidus méthionine peuvent ensuite être incorporés de manière interne à la chaîne polypetidique. La première méthionine des protéines n'est pas toujours retrouvée dans les protéines terminées. Elle est en effet fréquemment clivée par une enzyme spécifique appelée méthionine aminopeptidase. La vitamine B12 ainsi que la vitamine B9 agissent en tant que co-enzyme dans la synthèse de méthionine. En effet, c'est sous la forme de l'enzyme méthyl B12 qu'un groupement méthyl est ajouté à l'homocystéine pour former la méthionine. On a pu montrer que l’apport de l’éthylène déclenche la crise climactérique et les phénomènes de maturation qui s’en suivent. Des mesures de la production d’éthylène dans le fruit révèlent que la quantité de gaz s’accroît avec la crise climactérique. Selon les fruits on constate que la production d’éthylène est parallèle à la montée de la crise climactérique ou la précède en revenant à sa valeur initiale lors de la montée (Banane). On considère donc que l’éthylène est l’hormone de maturation naturelle des fruits. La maturation des fruits peut être considérée comme une étape précoce de la sénescence qui est définie par rapport à des critères de consommation. L’éthylène de façon plus générale, induit la sénescence chez d’autres organes comme les fleurs ou les feuilles.

VI- Productions d'éthylène pour le cannabis :

Avant toute chose, je tiens à préciser que l'éthyléne est un GAZ DANGEREUX plus léger que l'air il est aussi trés inflammable et explosif. Il est enfin nocif à forte concentration dans l'air inspiré pour l'homme, donc il est à proscrire tout apport exogéne d'éthylène sous forme pure, d'ailleurs je ne crois pas qu'il soit vendu dans le commerce. Sera à effectuer de préférence durant la période de floraison :

Apport exogéne d'auxines,
scarifications,
cerclage,
Sécheresse hydrique,
Apport exogéne de vitamine B12 et B9,
l'aspirine,
Période de noir dans un endroit confiné (attention aux moisissures),
Périodes alternées de chaleur et de froid (attention possiblité d'induire des plantes monoéciques).

--Olivier.inf 6 mars 2009 à 16:27 (CET)olivier.inf