Les phytohormones et l’équilibre Hormonal des plantes

L'équilibre hormonal selon Stoller

Les hormones végétales affectent pratiquement tous les aspects de la croissance des plantes.

La compréhension du fonctionnement des hormones et de la manière dont elles peuvent être manipulées permet de surmonter un certain nombre des facteurs de stress qui limitent le cycle naturel de la croissance des plantes et de l’expression des gènes. Les hormones végétales sont présentes à différents niveaux selon les différents stades de développement du cycle végétal. Ceux-ci doivent être disponibles en quantité suffisante tout au long du cycle de vie de la plante pour maximiser l’expression des gènes.

Il existe 5 hormones végétales clés, réparties en 2 catégories :

Les hormones de croissance :

  • Cytokinines : le répartiteur
  • Auxines : l’activateur
  • Acide gibbérellique : l’agrandisseur

Les hormones de stress :

  • Ethylène : le régulateur
  • Acide abscissique : le terminateur

Les 5 hormones clés

La cytokinine, le “distributeur”

Les cytokinines sont l’hormone qui envoie des signaux d’événements hormonaux contrôlant la division et différenciation cellulaire.

  1. Les cytokinines sont principalement produites dans les tissus méristématiques des poils absorbants.
  2. Le mouvement des cytokinines vers les parties supérieures de la plante stimule la formation des branches et du feuillage.
  3. Les nouveaux tissus produisent des Auxines qui sont transportées dans la partie inférieure de la plante où elles sont combinées avec des cytokinines pour provoquer la division cellulaire des nouvelles extrémités des racines.

La proportion d’auxines aux cytokinines détermine le type de croissance :

  • plus d’auxines = plus de croissance des racines ;
  • plus de cytokinines = plus de croissance du feuillage.

Le maintien des nouveaux tissus radiculaires méristématiques est essentiel  au développement optimal de la plante.

Les cytokinines agissent en réduisant la sénescence (vieillissement) de la plante. Le manque de cytokinines permet d’augmenter le niveau d’acide abscissique dans la plante. La synthèse ou l’addition de cytokinines réduit le niveau d’acide abscissique dans la plante favorisant le maintien de la vigueur juvénile.

Comme l’azote nitrique est absorbé par les racines pour synthétiser les cytokinines, une certaine quantité d’azote peut être remplacée par l’application directe de cytokinines et de cofacteurs hormonaux.

L’auxine, “l’activateur”

Les auxines sont les hormones qui activent et dirigent la nouvelle division cellulaire et le mouvement des aliments dans la plante.

  1. Les auxines sont principalement produites dans les nouveaux tissus méristématiques apicaux des nouvelles feuilles. La concentration des Auxines dans les tissus des feuilles peut être jusqu’à 1 000 fois supérieure à celle des extrémités des racines.
  2. Les auxines sont responsables de la division cellulaire qui mène à la croissance active de la plante. Si les niveaux de la la division cellulaire insuffisante cessera, la croissance s’arrêtera et les fleurs ou les fruits seront interrompus (ils tomberont), ce qui entraînera un manque de formation de bourgeons.
  3. Les auxines dirigent le mouvement des photosynthates (aliments, sucres) vers la plante entière. Au fur et à mesure que la plante pousse plus vigoureusement et que davantage d’Auxines sont produites dans les feuilles, leur mouvement vers les racines augmente. Cela dirige plus de nourriture des racines vers la partie aérienne de la plante.
Rapport Auxines Cytokinines

Au fur et à mesure que la quantité d’Auxines dans la partie aérienne de la plante augmente et descend, elle provoque la dormance dans les bourgeons végétatifs et reproducteurs ; au fur et à mesure que la plante atteint son stade de croissance végétative le plus rapide et le plus vigoureux

Au fur et à mesure que la plante atteint son stade de croissance végétative le plus rapide et le plus vigoureux, la grande quantité d’Auxines transportées vers les racines aura tendance à inhiber la division cellulaire dans les racines. La perte de vigueur des racines qui en résulte provoque l’apparition de la sénescence (mort cellulaire) de la plante.

Après le début de la sénescence de la plante, le niveau des Auxines augmentera dans les zones de fructification et dans les bourgeons fructifères. Cela active l’augmentation de la quantité d’éthylène et d’acide abscissique dans les fruits, les grains et les tissus de stockage, qui commencent leur maturation.

L’acide gibbérellique, “l’agrandisseur”

Les plantes produisent de l’acide gibbérellique pour stimuler la croissance et l’élongation des cellules :

  1. L’acide gibbérellique est produit à l’intérieur de la cellule et augmente l’effet de puits pour attirer le mouvement de photosynthates (aliments, sucres) à la cellule.
  2. La nourriture est nécessaire pour fournir de l’énergie et matériel pour la formation de cellules pour produire une expansion cellulaire (agrandir).
  3. Le transport des Auxines déclenche la synthèse de l’acide gibbérellique.

Cela tend à élargir les cellules et à provoquer la croissance ou l’allongement prolongé d’entrenœud de la tige, ce qui est très favorable aux plantes où la masse des feuilles ou des pousses est recherchée, mais non favorable aux plantes cultivées et développées ou des tissus de stockage.

L’acide gibbérellique est normalement stocké dans les nœuds où il augmente la taille des cellules et la viabilité reproductive des bourgeons qui se forment dans les nœuds.

Cela explique pourquoi les bourgeons reproducteurs ont tendance à se former dans les nœuds. Si l’acide gibbérellique sort des nœuds, les nœuds seront moins productifs, la graine ou les fruits dans des nœuds, ils ne pourront pas cailler et peuvent avorter.

En l’absence d’acide gibbérellique, les fleurs, les fruits, les tissus de petite taille ou de stockage peuvent être interrompus.
L’acide gibbérellique aide à briser la dormance de la graine.

L’acide gibbérellique agit en opposition à l’éthylène et à l’acide abscissique. L’acide gibbérellique réduit le processus de maturation et tend à maintenir le tissu végétal plus jeune et vigoureux.

L’éthylène, le “régulateur”

L’éthylène est un gaz produit dans les cellules pour réguler le mouvement des hormones. L’éthylène se présente sous deux formes.

Éthylène Régulier (ou Physiologique)

  • Il contrôle le mouvement des Auxines provenant de plusieurs cellules de la plante. Sans l’éthylène, tout le mouvement de l’aliment serait dirigé vers les nouveaux tissus méristématiques apicaux avec très peu de mouvement vers les racines (tissus de stockage) ou les fruits en développement.
  • Il signale la maturité reproductive et commence la floraison et la fructification.
  • Il augmente à mesure que la plante vieillit pour commencer le processus de maturation.
  • Il stimule l’augmentation de l’acide abscissique pour induire les tissus (graines, fruits et tissus de stockage) à la dormance. Cela facilite la sénescence (la mort des vieilles cellules), ce qui améliore la durée de conservation des parties récoltées de la plante.

Éthylène pour le stress

  • Il est produit dans des conditions de stress comme un signal pour la plante pour synthétiser les protéines protectrices pour aider à surmonter le stress modéré.

En excès, l’éthylène dû au stress provoque une sénescence prématurée et la mort cellulaire.

L’acide abscissique, le “terminateur”

L’acide abscissique est responsable de la maturité cellulaire et de la fin de la croissance cellulaire.

  1. L’acide abscissique est principalement produit dans les racines et se déplace rapidement vers le feuillage sous n’importe quelle forme de stress.
Déplacement de l'acide abscissique
  1. Elle ferme les stomates du feuillage pour préserver l’humidité. Inhibe la division cellulaire dans le feuillage mais pas dans les racines et provoque la dormance de la graine.
  2. L’acide abscissique favorise la maturation, l’abscission et la dormance de la graine.
Equilibre entre les hormones de croissance et de stress

Si les parties fructifères de la plante ne parviennent pas à mûrir, une germination prématurée des graines et des tubercules peut se produire et la qualité et la durée de vie après récolte des tissus récoltés seront gravement affectées.

Autres facteurs influant sur l’équilibre hormonal

Les niveaux d’hormones végétales changent en réponse au stress biotique ou abiotique pour deux raisons principale :

  • La coiffe racinaire surveille l’environnement et communique ces changements dans le reste de la plante en modifiant les quantités d’hormones présentes dans les tissus végétaux. Ce processus est appelé « signalisation ».
  • Les enzymes qui produisent les hormones ont une température de fonctionnement optimale. Les hormones ne sont pas produites efficacement à des températures très élevées ou très basses.

Les niveaux hormonaux sont également affectés par des cofacteurs :

  • Les nutriments : agissent comme des catalyseurs dans la synthèse et la perception des hormones. La capacité des racines à absorber les éléments nutritifs du sol dépend du pH du sol et de la présence d’agents chélateurs qui aident à maintenir les nutriments de la manière dont ils peuvent être absorbés par la plante.
  • Les anti-oxydants : réduisent les radicaux d’oxygène pour protéger les membranes cellulaires, les enzymes et l’ADN, minimisant ainsi les dommages et le stress des cellules.
  • Les complexes polyamines : stabilisent la structure cellulaire et augmentent la disponibilité et l’efficacité des nutriments.
    Technologie N-HiB®: augmente la quantité d’azote aminé (NH2) efficace dans les économies d’énergie. N-HiB® permet une meilleure utilisation de l’utilisation efficace de l’azote qui maintient l’équilibre hormonal pour le contrôle de la croissance végétative excessive (addiction) et augmente la disponibilité des sucres. N-HiB® aide également à assainir les sols présentant une salinité et un compactage élevés, contribuant ainsi au maintien de l’équilibre hormonal.

Condensé de l’article de Sergio Aguilar – General Manager – Stoller Europe.

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