PHYTOHORMONES: TYPES ET LEURS CARACTÉRISTIQUES - LA BIOLOGIE - 2025

Les phytohormones ou hormones végétales, sont des substances organiques produites par les cellules végétales des plantes. Synthétisés sur un site spécifique, ils peuvent agir pour réguler le métabolisme, la croissance et le développement de la plante.

La diversité biologique se caractérise par la présence d'individus de morphologies différentes, adaptés à des habitats et des formes de reproduction particuliers. Cependant, au niveau physiologique, ils ne nécessitent que certaines substances liées à des expressions morphogéniques au cours du processus de croissance et de développement.

Application d'hormones végétales. Source: pixabay.com

À cet égard, les hormones végétatives sont des composés naturels qui ont la propriété de réguler les processus physiologiques à des concentrations minimales (<1 ppm). Ils proviennent d'un endroit et sont transférés vers un autre où ils régulent des processus physiologiques définis: stimulation, inhibition ou modification du développement.

Xylème et phloème

En effet, les phytohormones circulent à travers les plantes à travers les tissus vasculaires: le xylème et le phloème. Être responsable de divers mécanismes, tels que la floraison, la maturation des fruits, la chute des feuilles ou la croissance des racines et des tiges.

Dans certains processus, une seule phytohormone participe, même si parfois une synergie se produit, par l'intervention de plusieurs substances. De même, un antagonisme peut se produire, en fonction des concentrations dans les tissus végétaux et des processus physiologiques spécifiques.

Découverte

La découverte d'hormones végétales ou phytohormones est relativement récente. La stimulation de la division cellulaire et la formation de pousses radicalaires représentaient l'une des premières applications expérimentales de ces substances.

La première phytohormone synthétisée et utilisée commercialement était l'auxine, par la suite la cytokinine et la gibbérelline ont été découvertes. D'autres substances agissant comme régulateurs sont l'acide abscisique (ABA), l'éthylène et les brassinostéroïdes.

Des processus tels que l'élongation, la différenciation cellulaire et la prolifération des pousses apicales et radiculaires font partie de ses fonctions. De même, ils stimulent la germination des graines, la floraison, la fructification et la maturation des fruits.

Dans ce contexte, les phytohormones constituent un complément aux travaux agricoles. Son utilisation permet d'obtenir des cultures avec un système racinaire ferme, une surface foliaire consistante, certaines périodes de floraison et de fructification et une maturation uniforme.

caractéristiques

Les phytohormones, liées à divers mécanismes physiologiques lors de la différenciation cellulaire et de la croissance des plantes, sont peu nombreuses dans la nature. Malgré leur petit nombre, ils sont habilités à réguler les réponses de croissance et de développement de la plante.

En effet, ces substances se retrouvent dans toutes les plantes terrestres et aquatiques, dans divers écosystèmes et formes de vie. Sa présence est naturelle dans toutes les espèces végétales, étant dans les espèces commerciales où son potentiel a été apprécié.

Ce sont généralement des molécules de structure chimique simple, sans groupes protéiques associés. En fait, l'une de ces hormones végétales, l'éthylène, est de nature gazeuse.

Son effet n'est pas précis, il dépend de sa concentration dans l'environnement, en plus des conditions physiques et environnementales de la plante. De même, sa fonction peut être exercée au même endroit, ou elle peut être transférée vers une autre structure de la plante.

À certaines occasions, la présence de deux hormones végétales peut induire ou limiter un certain mécanisme physiologique. Des niveaux réguliers de deux hormones peuvent entraîner une prolifération des pousses et une différenciation morphologique ultérieure.

Caractéristiques

• Division cellulaire et allongement.
• Différenciation cellulaire.
• Génération de pousses radicales, latérales et apicales.
• Ils favorisent la génération de racines adventives.
• Ils induisent la germination ou la dormance des graines.
• Ils retardent la sénescence des feuilles.
• Ils induisent la floraison et la fructification.
• Ils favorisent la maturation des fruits.
• Stimule la plante pour qu'elle tolère les conditions de stress.

Mécanisme d'action

Les phytohormones agissent dans les tissus végétaux selon différents mécanismes. Parmi les principaux, on peut citer:

• Synergisme: la réponse observée par la présence d'une phytohormone dans un certain tissu et à une certaine concentration est augmentée par la présence d'une autre phytohormone.
• Antagonisme: la concentration d'une phytohormone empêche l'expression de l'autre hormone végétale.
• Inhibition: la concentration d'une phytohormone agit comme une substance régulatrice qui ralentit ou diminue la fonction hormonale.
• Cofacteurs: la phytohormone agit comme une substance régulatrice, exerçant une action catalytique.

Les types

À l'heure actuelle, il existe cinq types de substances qui, synthétisées naturellement dans la plante, sont appelées phytohormones. Chaque molécule a une structure spécifique et présente des propriétés régulatrices en fonction de sa concentration et de son lieu d'action.

Les principales phytohormones sont l'auxine, la gibbérelline, la cytokinine, l'éthylène et l'acide abscisique. En outre, les brassinostéroïdes, les salicylates et les jasmonates peuvent être mentionnés comme des substances ayant des propriétés similaires aux phytohormones.

Auxins

Ce sont les hormones qui régulent la croissance des plantes, stimulent la division cellulaire, l'élongation et l'orientation des tiges et des racines. Ils favorisent le développement des cellules végétales en accumulant de l'eau et stimulent la floraison et la fructification.

On le trouve couramment dans les plantes sous forme d'acide indoleacétique (IAA), à de très faibles concentrations. D'autres formes naturelles sont l'acide 4-chloro-indoleacétique (4-Cl-IAA), l'acide phénylacétique (PAA), l'acide indole butyrique (IBA) et l'acide indole propionique (IPA).

Auxine (acide indolacétique - IAA) Source: wikipedia.org

Ils sont synthétisés dans les méristèmes de l'apex des tiges et des feuilles, se déplaçant vers d'autres zones de la plante par translocation. Le mouvement est effectué à travers le parenchyme des faisceaux vasculaires, principalement vers la zone basale et les racines.

Les auxines sont impliquées dans les processus de croissance et de mouvement des nutriments dans la plante, leur absence entraîne des effets néfastes. La plante peut arrêter sa croissance, ne pas ouvrir la production de bourgeons et les fleurs et les fruits tomberont immatures.

Au fur et à mesure que la plante grandit, les nouveaux tissus génèrent des auxines, favorisant le développement des bourgeons latéraux, la floraison et la fructification. Une fois que la plante atteint son développement physiologique maximal, l'auxine descend jusqu'aux racines, inhibant le développement des pousses radicalaires.

Finalement, la plante cesse de former des racines adventives et le processus de sénescence commence. De cette manière, la concentration auxine augmente dans les zones de floraison, favorisant la fructification et la maturation ultérieure.

Les cytokinines

Les cytokinines sont des phytohormones qui agissent dans la division cellulaire des tissus non méristématiques, étant produites dans les méristèmes racinaires. La cytokinine naturelle la plus connue est la zeatine; de même, la kinétine et la 6-benzyladénine ont une activité cytokinine.

Ces hormones agissent dans les processus de différenciation cellulaire et dans la régulation des mécanismes physiologiques des plantes. De plus, ils interviennent dans la régulation de la croissance, la sénescence des feuilles et le transport des nutriments au niveau du phloème.

Cytokinin (Zeatin)

Il existe une interaction continue entre les cytokinines et les auxines dans les différents processus physiologiques de la plante. La présence de cytokinines stimule la formation de branches et de feuilles, qui produisent des auxines qui sont transférées vers les racines.

Plus tard, l'accumulation d'auxines dans les racines favorise le développement de nouveaux poils racinaires qui génèrent de la cytokinine. Cette relation se traduit par:

• Une concentration plus élevée d'auxines = croissance des racines plus élevée
• Une concentration plus élevée de cytokinines = une plus grande croissance des feuilles et du feuillage.

En général, un pourcentage élevé d'auxine et une faible teneur en cytokinine favorisent la formation de racines adventives. Au contraire, lorsque le pourcentage d'auxine est faible et que le pourcentage de cytokinine est élevé, la formation de pousses est favorisée.

Au niveau commercial, ces phytohormones sont utilisées avec les auxines, dans la propagation asexuée de plantes ornementales et fruitières. Grâce à leur capacité à stimuler la division et la différenciation cellulaires, ils permettent d'obtenir un matériel clonal d'excellente qualité.

De même, en raison de sa capacité à retarder la sénescence de la plante, elle est largement utilisée en floriculture. Applications dans les cultures de fleurs, il permet aux tiges de conserver leurs feuilles vertes plus longtemps pendant la post-récolte et la commercialisation.

Gibberellins

Les gibbérellines sont des phytohormones de croissance qui agissent dans divers processus d'élongation cellulaire et de développement des plantes. Sa découverte provient d'études menées sur des plantations de riz qui ont généré des tiges de croissance indéterminée et une faible production de céréales.

Cette phytohormone agit dans l'induction de la croissance de la tige et le développement des inflorescences et de la floraison. De même, il favorise la germination des graines, facilite l'accumulation de réserves dans les grains et favorise le développement des fruits.

Gibberellins (Ac. Gibberellic A3) Par Calvero. (Selfmade with ChemDraw.), Via Wikimedia Commons La synthèse des gibbérellines se produit dans la cellule et favorise l'assimilation et le mouvement des nutriments dans la cellule. Ces nutriments fournissent de l'énergie et des éléments pour la croissance et l'élongation des cellules.

La gibbérelline est stockée dans les nœuds de la tige, favorise la taille des cellules et stimule le développement des bourgeons latéraux. Ceci est très utile pour les cultures qui nécessitent une production élevée de branches et de feuillage pour augmenter leur productivité.

L'utilisation pratique des gibbérellines est associée aux auxines. En fait, les auxines favorisent la croissance longitudinale et les gibbérellines favorisent la croissance latérale.

Il est recommandé de doser les deux phytohormones, afin que la culture se développe uniformément. De cette manière, on évite la formation de tiges faibles et courtes, qui peuvent provoquer une «verse» sous l'effet du vent.

En général, les gibbérellines sont utilisées pour arrêter la période de dormance des graines, comme les tubercules de pomme de terre. Ils stimulent également la nouaison de graines telles que les pêches, les pêches ou les prunes.

Éthylène

L'éthylène est une substance gazeuse qui agit comme une hormone végétale. Son mouvement à l'intérieur de la plante se fait par diffusion à travers les tissus, et il est nécessaire en quantités minimales pour favoriser les changements physiologiques.

La fonction principale de l'éthylène est de réguler le mouvement des hormones. A cet égard, sa synthèse dépend des conditions physiologiques, ou des situations de stress de la plante.

Éthylène Source: wikipedia.org

Au niveau physiologique, l'éthylène est synthétisé pour contrôler le mouvement des auxines. Sinon, les nutriments seraient dirigés uniquement vers les tissus méristématiques au détriment des racines, des fleurs et des fruits.

De même, il contrôle la maturité reproductive de la plante en favorisant les processus de floraison et de fructification. De plus, avec le vieillissement de la plante, sa production augmente pour favoriser la maturation des fruits.

Dans des conditions stressantes, il favorise la synthèse de protéines qui permettent de surmonter des conditions défavorables. Des quantités excessives favorisent la sénescence et la mort cellulaire.

En général, l'éthylène agit sur l'abstention des feuilles, des fleurs et des fruits, la maturation des fruits et la sénescence de la plante. De plus, il intervient dans différentes réponses de la plante à des conditions défavorables, comme les blessures, le stress hydrique ou l'attaque par des agents pathogènes.

Acide

L'acide abscisique (ABA) est une hormone végétale qui participe au processus d'abscission de divers organes de la plante. À cet égard, il favorise la chute des feuilles et des fruits, favorisant la chlorose des tissus photosynthétiques.

Des études récentes ont déterminé que l'ABA favorise la fermeture des stomates dans des conditions de température élevée. De cette manière, la perte d'eau à travers les feuilles est évitée, réduisant ainsi la demande en liquide vital.

Acide abscissique. Source: wikipedia.org

D'autres mécanismes contrôlés par l'ABA comprennent la synthèse des protéines et des lipides dans les graines. De plus, il offre une tolérance au séchage des graines et facilite le processus de transition entre la germination et la croissance.

L'ABA favorise la tolérance à diverses conditions de stress environnemental, telles que la salinité élevée, les basses températures et la rareté de l'eau. L'ABA accélère l'entrée des ions K + dans les cellules radiculaires, favorisant l'entrée et la rétention d'eau dans les tissus.

De la même manière, il agit dans l'inhibition de la croissance des plantes, principalement de la tige, générant des plantes à l'apparence de «nains». Des études récentes de plantes traitées avec ABA ont réussi à déterminer que cette phytohormone favorise la dormance des bourgeons végétatifs.

Brassinostéroïdes

Les brassinostéroïdes sont un groupe de substances qui agissent sur les changements structurels de la plante à de très faibles concentrations. Son utilisation et son application sont très récentes, de sorte que son utilisation en agriculture ne s'est pas encore généralisée.

Sa découverte a été faite en synthétisant un composé appelé Brasinólida à partir de pollen de navet. Cette substance de structure stéroïdienne, utilisée à de très faibles concentrations, parvient à générer des changements structurels au niveau des tissus méristématiques.

Les meilleurs résultats lors de l'application de cette hormone sont obtenus lorsque vous souhaitez obtenir une réponse productive de la plante. À cet égard, Brasinólida intervient dans les processus de division cellulaire, d'élongation et de différenciation, son application étant utile dans la floraison et la fructification.

Références

1. Azcon-Bieto, J. (2008) Fundamentals of Plant Physiology. McGraw-Hill. Interaméricain d'Espagne. 655 pp.
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4. Jordán, M. et Casaretto, J. (2006). Hormones et régulateurs de croissance: auxines, gibbérellines et cytokinines. Squeo, F, A. et Cardemil, L. (éd.). Physiologie végétale, 1-28.
5. Jordán, M. et Casaretto, J. (2006). Hormones et régulateurs de croissance: éthylène, acide abscissique, brassinostéroïdes, polyamines, acide salicylique et acide jasmonique. Physiologie végétale, 1-28.