Cours 8 - Phytohormones et signalisation Flashcards
Phytohormones
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
Régulateurs de croissance
- 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
Exemples de phytohormones (7)
- Auxine
- Cytokinines
- Acide abscissique (ABA)
- Acide salicylique (SA)
- Acide jasmonique (JA)
- Éthylène
- Gibbérelline
Première hormone découverte et par qui et comment
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
Fonctions de l’auxine
- 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)
Gravitropisme racinaire
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)
Synthèse de l’auxine
À partir du L-tryptophane (acide aminé) produit dans le chloroplaste
Transport de l’auxine
De cellule en cellule grâce à des transporteurs. Par échange d’ions H+
Perception de l’auxine
Requiert le récepteur TIR1 afin d’agir sur les gènes répondant à l’auxine
Cytokinines
- 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.
Synthèse des cytokinines
Principalement dans l’apex racinaire, un peu dans le méristème apical et dans les graines immatures
Pas biosynthétisé dans le chloroplaste
Qu’est-ce qui différencie la biosynthèse des cytokinines de celle des autres phytohormones?
Pas faite dans le chloroplaste
Fonctions cytokinines
- 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)
Acide abscissique (ABA) implication végétale
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
Biosynthèse de l’ABA
Commence principalement dans les chloroplastes des tissus photosynthétiques. Transportée via le phloème.
Son origine vient des terpénoïdes
Régulation des stomates
- 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
Régulation de la germination/dormance
- Par ABA
- Met en dormance les graines; ralentit la germination
Acide salicylique (SA)
Inhibe l’action de la prostaglandine, qui cause douleur, fièvre, inflammation, etc.
Utile chez l’humain!
Fonctions SA
- Défense végétale
- Réponse aux stress
- Réponses développementales
Biosynthèse SA
Dans le chloroplaste et peut se faire via la voie de la phénylalanine ou de l’isochorismate
Signalisation SA
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)
Acide jasmonique (JA)
- 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
Biosynthèse JA
Dans les chloroplastes. Provient d’un acide gras insaturé (pas un acide aminé).
Forme active de JA est couplée à l’isoleucine
Éthylène
Phytohormone volatile impliquée dans la communication végétale, la maturation des fruits et dans la défense végétale
Fonctions de l’éthylène sur la maturation
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.
Fonctions de l’éthylène sur l’abscission
Présence d’éthylène mène à une sénescence hâtive et au développement d’une zone d’abscission
Fonctions de l’éthylène sur la sensation du sol
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.
Synthèse de l’éthylène
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
Gibbérelline
Hormones essentielles à la germination. Aident à la production d’enzymes hydrolytiques qui «digéreront» la graine.
Synthèse des gibbérellines
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
Striga
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
Germination et croissance de striga
- 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
Strigolactones
Phytohormones importantes jouant un rôle dans plusieurs aspects de la vie de certaines plantes
Stratégie de contrôle de striga
Inhiber la germination de striga en utilisant des molécules en compétition avec les strigolactones, inhibant ainsi leur activité
Communication racinaire entre plantes
- 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
