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16.5 : Éthylène - Biologie

16.5 : Éthylène - Biologie


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Objectifs d'apprentissage

  • Relier la structure chimique de l'éthylène à son mode de transport.
  • Identifier les lieux de synthèse et les actions de l'éthylène.
  • Décrire les applications commerciales de l'éthylène.

L'éthylène diffère des autres hormones végétales en ce qu'il s'agit d'une molécule plus petite et plus simple qui est un gaz volatil (Figure (PageIndex{1})). Il y a des centaines d'années, lorsque des lampadaires à gaz ont été installés dans les rues de la ville, les arbres qui poussaient près des lampadaires ont développé des troncs tordus et épaissis et ont perdu leurs feuilles plus tôt que prévu. Ces effets ont été causés par la volatilisation de l'éthylène des lampes. Les tissus vieillissants, tels que ceux qui flétrissent ou mûrissent, et les nœuds des tiges produisent de l'éthylène.

Actions de l'éthylène

L'éthylène a de nombreuses fonctions (vidéo (PageIndex{1})), et ses principales fonctions sont associées à sénescence, ou le vieillissement. Cela comprend la maturation des fruits, le flétrissement des fleurs et les feuilles et les fruits abscission. L'éthylène favorise également la germination de certaines céréales et la germination des bulbes et des pommes de terre. Il est responsable de la chute des feuilles et de la germination des bourgeons de pomme de terre. Dans monoïque plantes, l'éthylène favorise la production de fleurs femelles alors que l'acide gibbérellique favorise la production de fleurs mâles. L'éthylène médie le triple réponse, ce qui fait que les pousses des semis enfouis sous les débris deviennent courtes et larges et se plient horizontalement. Cela permet à la pousse de pousser à travers les débris. L'éthylène provoque l'allongement de la tige du riz et d'autres plantes immergées dans l'eau. Il favorise la dégradation de l'acide abscissique [ABA] et soulage ainsi l'inhibition de l'ABA de l'acide gibbérellique.

Vidéo (PageIndex{1}) : cette vidéo fournit un résumé rapide des différents rôles de l'éthylène dans les plantes.

Maturation des fruits

À l'approche de la maturité, de nombreux fruits (p. ex. pommes, oranges, avocats) libèrent de l'éthylène. Pendant la maturation des fruits, l'éthylène stimule la conversion de l'amidon et des acides en sucres. Certaines personnes conservent les fruits non mûrs, comme les avocats, dans un sac en papier scellé pour accélérer la maturation ; le gaz dégagé par le premier fruit à maturité va accélérer la maturation du fruit restant.

Abscission

L'éthylène induit l'abscission des feuilles, des fruits et des pétales de fleurs. Lorsque les niveaux d'auxine diminuent, l'éthylène déclenche la sénescence et finalement la mort cellulaire programmée au site d'attachement des feuilles à la tige. Une couche spéciale de cellules - le couche d'abscission (zone d'abscission) — se forme à la base du pétiole ou du pédoncule du fruit. Dans les pétioles de certaines plantes, il y a deux parties de la couche d'abscission : la couche de séparation plus distale et la couche protectrice plus proximale. Avant l'abscission, les nutriments sont absorbés dans la tige afin qu'ils ne soient pas perdus avec la feuille. Au fur et à mesure que la couche de séparation se décompose, la feuille se détache à ce stade et la feuille tombe au sol de manière contrôlée sans nuire au reste de la plante. La couche protectrice, qui a été renforcée avec de la subérine, sert de joint.

L'abscission des feuilles est particulièrement importante pour les feuillus tempérés en automne. Il s'agit d'une réponse vitale au début de l'hiver lorsque les eaux souterraines sont gelées - et ne peuvent donc pas supporter la transpiration - et la charge de neige menacerait de casser les branches encore en feuilles.

Dans des conditions de sécheresse, la réponse immédiate est la fermeture des stomates (voir Acide abscissique). Cependant, comme les stomates fermés empêchent les échanges gazeux, les plantes mourront si les stomates restent fermés trop longtemps. Ainsi, si une sécheresse persiste trop longtemps, la plante commencera à sacrifier certaines zones en laissant les feuilles ou les tiges mourir dans des régions localisées. Ce processus peut être régulé par l'éthylène, qui peut induire une mort cellulaire localisée dans certaines conditions.

Mécanisme d'action de l'éthylène

Au niveau cellulaire, l'éthylène peut inhiber ou favoriser la division cellulaire. Il inhibe parfois l'expansion cellulaire. Dans d'autres circonstances, il stimule l'expansion cellulaire latérale. La présence d'éthylène est détectée par des récepteurs transmembranaires dans le réticulum endoplasmique (RE) des cellules. La liaison de l'éthylène à ces récepteurs déclenche une cascade de signalisation qui conduit à l'activation de facteurs de transcription et à l'activation de la transcription des gènes.

Applications commerciales de l'éthylène

L'éthylène est largement utilisé en agriculture. Les producteurs de fruits commerciaux peuvent acheter du matériel pour produire de l'éthylène afin que leur récolte mûrisse rapidement et uniformément. Les horticulteurs empêchent la chute des feuilles des plantes ornementales en éliminant l'éthylène des serres à l'aide de ventilateurs et de ventilation.


Voir la vidéo: reproductibilité en biologie (Décembre 2022).