Cours 8 - Phytohormones et signalisation

Question 1

Phytohormones

Answer 1

Phytohormones = hormones végétales
Substances organiques naturellement synthétisées par la plante qui, en faible concentration, exerceront un effet important sur des processus physiologiques (ex; sénescence, division cellulaire, élongation, résistance, etc.)
Permettent de réguler des réseaux génétiques entiers afin de répondre de façon optimale à différents stimuli

Question 2

Régulateurs de croissance

Answer 2

• Molécules de synthèse (artificielles) qui ont une activité s’appariant à celle des hormones végétales
• Peuvent migrer ou encore inhiber l’activité des hormones végétales (naturelles)
• Généralement plus stables que les hormones végétales

Question 3

Exemples de phytohormones (7)

Answer 3

• Auxine
• Cytokinines
• Acide abscissique (ABA)
• Acide salicylique (SA)
• Acide jasmonique (JA)
• Éthylène
• Gibbérelline

Question 4

Première hormone découverte et par qui et comment

Answer 4

Auxine
Son existence est postulée en premier par Darwin, puis Peter Boysen-Jensen poursuit sa découverte et trouve que le signal permettant à une plante de percevoir la lumière et y réagir est capable de diffuser dans l’eau

Question 5

Fonctions de l’auxine

Answer 5

• Tropisme
• Allongement des racines et formation de racines secondaires
• Différenciation des vaisseaux et stimule croissance cellulaire
• Régulation de l’abscission (quand organe ou partie de la plante s’y détache)

Question 6

Gravitropisme racinaire

Answer 6

Façon dont les racines se développent et s’orientent en relation avec la gravité.
L’auxine est responsable de la courbure de la racine en réponse à la gravité (plus de croissance cellulaire du côté où il y a plus d’auxine = courbature de ce côté)

Question 7

Synthèse de l’auxine

Answer 7

À partir du L-tryptophane (acide aminé) produit dans le chloroplaste

Question 8

Transport de l’auxine

Answer 8

De cellule en cellule grâce à des transporteurs. Par échange d’ions H+

Question 9

Perception de l’auxine

Answer 9

Requiert le récepteur TIR1 afin d’agir sur les gènes répondant à l’auxine

Question 10

Cytokinines

Answer 10

• Molécules favorisant la division cellulaire. Dérivées de l’adénine, qui n’a pas d’activité cytokinine en elle même
• Identification de ces molécules dans l’ADN de sperme de hareng
• Rôles opposés à l’auxine sur différentes fonctions végétales, ce qui est représenté également par leur distribution sur l’axe végétal.

Question 11

Synthèse des cytokinines

Answer 11

Principalement dans l’apex racinaire, un peu dans le méristème apical et dans les graines immatures
Pas biosynthétisé dans le chloroplaste

Question 12

Qu’est-ce qui différencie la biosynthèse des cytokinines de celle des autres phytohormones?

Answer 12

Pas faite dans le chloroplaste

Question 13

Fonctions cytokinines

Answer 13

• Promotion de la division cellulaire et la croissance des tissus aériens
• Peuvent contrer les effets de l’auxine sur la dormance des bourgeons apicaux (retarder la sénescence)

Question 14

Acide abscissique (ABA) implication végétale

Answer 14

Impliqué dans plusieurs mécanismes fondamentaux chez les plantes;
- Dormance et germination (notamment) sont importants pour la qualité des graines
- Mouvement stomatal et modulation de l’expression des gènes sont essentiels à la réponse aux stress abiotiques

Question 15

Biosynthèse de l’ABA

Answer 15

Commence principalement dans les chloroplastes des tissus photosynthétiques. Transportée via le phloème.
Son origine vient des terpénoïdes

Question 16

Régulation des stomates

Answer 16

• Par ABA
• Régule de façon très définie la fermeture des stomates en stress
• Effectuée grâce à l’Activation de transporteurs de chlore (SLAC1) et d’une perte de volume de la vacuole. Ainsi, le potentiel caloique et l’eau à l’intérieur des vacuoles régulent la fermeture des stomates

Question 17

Régulation de la germination/dormance

Answer 17

• Par ABA
• Met en dormance les graines; ralentit la germination

Question 18

Acide salicylique (SA)

Answer 18

Inhibe l’action de la prostaglandine, qui cause douleur, fièvre, inflammation, etc.
Utile chez l’humain!

Question 19

Fonctions SA

Answer 19

• Défense végétale
• Réponse aux stress
• Réponses développementales

Question 20

Biosynthèse SA

Answer 20

Dans le chloroplaste et peut se faire via la voie de la phénylalanine ou de l’isochorismate

Question 21

Signalisation SA

Answer 21

Protéines NPR (1, 3 et 4) perçoivent SA et enclenchent une reprogrammation de la transcription afin d’activer les gènes répondant à la SA (1 pour activer et 3/4 pour inhiber)

Question 22

Acide jasmonique (JA)

Answer 22

• Réponse de défense contre les herbivores et autres pathogènes, développement et fertilité.
• Important dans le développement. Plants déficients dans la production ou perception de JA démontrent des phénotypes développementaux problématiques

Question 23

Biosynthèse JA

Answer 23

Dans les chloroplastes. Provient d’un acide gras insaturé (pas un acide aminé).
Forme active de JA est couplée à l’isoleucine

Question 24

Éthylène

Answer 24

Phytohormone volatile impliquée dans la communication végétale, la maturation des fruits et dans la défense végétale

Question 25

Fonctions de l’éthylène sur la maturation

Answer 25

Active l’expression des gènes liés au vieillissement/sénescence. Il est possible d’accélérer la maturation des fruits en aspergeant un précurseur de l’éthylène sur des fruits immatures.

Question 26

Fonctions de l’éthylène sur l’abscission

Answer 26

Présence d’éthylène mène à une sénescence hâtive et au développement d’une zone d’abscission

Question 27

Fonctions de l’éthylène sur la sensation du sol

Answer 27

Les racines ont la capacité de «sentir» le niveau de compaction du sol. Dans un sol très compact, les plantes ont de la difficulté à croître.
Plante mutante pour un gène responsable de la synthèse d’éthylène, par contre, n’est pas affecté par un sol très compact.

Question 28

Synthèse de l’éthylène

Answer 28

Dans le cytoplasme. C’est la conversion de la L-méthionine en S-adnosylméthionine puis en ACC pour finalement être transformé en éthylène.
Transporté par diffusion ou dans l’air

Question 29

Gibbérelline

Answer 29

Hormones essentielles à la germination. Aident à la production d’enzymes hydrolytiques qui «digéreront» la graine.

Question 30

Synthèse des gibbérellines

Answer 30

Passe par différents compartiments cellulaires, dont les chloroplastes, le réticulum endoplasmique et le cytoplasme.
Origine de la voie des mavélonates (groupe de molécules qui viennent du métabolisme des sucres) donc ne provient pas d’un acide aminé ou acide nucléique

Question 31

Striga

Answer 31

Plante hautement problématique parasitant les cultures en Afrique et Amérique du sud (maïs et riz) en absorbant les nutriments de l’eau de sa plante hôte (graine germe au niveau des racines d’autres plantes)
Parasitisme racinaire

Question 32

Germination et croissance de striga

Answer 32

• Striga perçoit la présence d’une classe d’hormones végétale, les strigolactones, puis germe afin de parasiter la plante hôte
• Envahit la racine hôte jusqu’à ce que le bout de son haustorium trouve la vasculature de son hôte

Question 33

Strigolactones

Answer 33

Phytohormones importantes jouant un rôle dans plusieurs aspects de la vie de certaines plantes

Question 34

Stratégie de contrôle de striga

Answer 34

Inhiber la germination de striga en utilisant des molécules en compétition avec les strigolactones, inhibant ainsi leur activité

Question 35

Communication racinaire entre plantes

Answer 35

• Plantes produisent un arsenal de molécules par leurs racines, qui leur permet de communiquer entre elles.
  Molécule = exsudats racinaires
• Exsudats racinaires induisent une quantité phénoménale de changements dans le sol, comme une perturbation du microbiome (tous les mo sont affectés par exsudats de façon positive ou négative)
• Impact sur le sol = impact sur les plantes qui y poussent