Plant Hormones

Hormones végétales

Les hormones sont des molécules organiques pouvant influencer la physiologie et le développement des plantes et des animaux, et ce , même en faible concentration. Les hormones jouent, notamment, un rôle important dans la croissance et la floraison de la plante. Cet article aborde brièvement le fonctionnement des hormones végétales chez les plantes et le rôle qu’elles jouent pour s’assurer que les plantes entrent en floraison.

Les hormones sont des molécules organiques pouvant influencer la physiologie et le développement des plantes et des animaux, et ce, même en faible concentration. Les hormones jouent, notamment, un rôle important dans la croissance et la floraison de la plante. Cet article aborde brièvement le fonctionnement des hormones végétales chez les plantes et le rôle qu’elles jouent pour s’assurer que les plantes entrent en floraison. Les hormones sont produites par la plante et transportées partout à l’intérieur. En bref, il s’agit de signaux, chimiques, pouvant être émis et captés partout dans la plante. Par exemple, une feuille sera en mesure de transmettre un signal au bout de la tige pour lui indiquer de former des fleurs. Les hormones végétales, aussi appelées phytohormones, les plus connues sont l’auxine, la gibbérelline, la cytokinine, l’éthylène et l’abscissine (acide abscissique) (voir le schéma 1). Il a été démontré que les brassinostéroïdes, les salicylates et les jasmonates interviennent aussi de façon similaire aux hormones. Les hormones peuvent aussi être liées aux sucres ou aux acides aminés. Sous cette forme, elles sont inactives et permettent d’être emmagasinées. Dans certaines conditions, les hormones peuvent être relâchées de nouveau et redevenir actives, par exemple avec l’influence de la gravité ou de la lumière.

Auxine

articles-planthormones_text_1Au cours des années 1880, Charles Darwin et son fils Francis ont entrepris des expériences qui ont finalement confirmé l’existence des hormones végétales. Ils ont basé leur expérience sur l’avoine en étudiant l’influence de la lumière sur la direction de croissance. Leurs expériences ont démontré les processus exercés par l’hormone végétale nommée auxine. L’auxine est produite aux points de croissance de la plante, tant dans la partie aérienne que dans les racines. L’auxine influence, entre autres choses, l’absorption d’eau, la division et l’élongation cellulaires (elle assouplit les parois cellulaires). Puisqu’elle favorise la formation de racines sur les tiges, on utilise l’auxine sous diverses formes en tant qu’hormone d’enracinement.

Les recherches effectuées par CANNA ont démontré que les effets de l’auxine dépendent grandement de la concentration et de la méthode d’application utilisée pour chaque type de plante. En faible concentration, elle stimule légèrement la formation de fleurs et ralentit le mûrissement. En grande concentration, elle inhibe la croissance et provoque des malformations ainsi que des symptômes ressemblant à des tumeurs.

L’auxine produite dans la partie supérieure des plantes est capable d’empêcher le développement de pousses latérales. On appelle ce symptôme la dominance apicale. En enlevant la pousse principale, on parvient à arrêter cet effet d’inhibition et les pousses latérales peuvent ensuite se développer. Ainsi, on obtient une plante plus large. Lorsque l’espace disponible pour la culture ne permet d’insérer que quelques plantes par mètre carré, l’élimination de la pousse principale vaut la peine, ce geste permettra d’utiliser l’éclairage plus efficacement. De plus, pour obtenir une bonne plante mère, il est nécessaire de couper les pointes régulièrement et ainsi favoriser une croissance plus abondante des pousses latérales.

Gibbérelline

articles-planthormones_text_2La gibbérelline a été isolée pour la première fois au Japon par Yabuta en 1935. La gibbérelline a été trouvée dans un champignon qui avait causé une baisse de productivité pendant des centaines d’années chez les producteurs de riz japonais. La gibbérelline avait d’abord favorisé la croissance, mais avait stérilisé les fruits plus tard dans la saison.

De façon générale, les gibbérellines servent d’accélérateurs de croissance en raison de l’élongation et de la division cellulaires. Elles assurent la germination des graines et la formation de fleurs chez les plantes de jours longs. La gibbérelline est fréquemment utilisée dans la culture de fruits afin d’aider le développement complet des poires et des pommes non fertilisées.

La gibbérelline administrée aux plantes de jours courts, ou plantes à floraison automnale, a des effets rapidement visibles, et ce, même en faible concentration. Les plantes obtiennent une teinte vert pâle et leurs tiges se fendent en raison de la croissance rapide (photo 1). La vitesse de croissance de la plante peut atteindre 10 cm par jour! L’application de gibbérelline à une plante durant le stade végétatif aura pour effet de ralentir sa floraison.

La gibbérelline donne aux plantes de jours courts ce que la testostérone donne aux humains. Elle stimule la formation d’organes typiquement mâles et de plantes plus longues; des entre-noeuds plus longs et des fleurs mâles chez les plantes dioïques. Lorsque le pollen de ces fleurs est utilisé pour fertiliser des fleurs femelles, les graines créées produiront toujours des plantes femelles.

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Photo 1: Tige fendue en raison d’une croissance trop rapide après une application de gibbérelline.

Certains effets environnementaux peuvent également augmenter la production de gibbérelline. Les plantes produisent davantage de gibbérelline lorsque les conditions lumineuses sont faibles, ce qui les rend longues et d’apparence maigre. Aussi, lorsque la lampe est placée trop près de la plante, les bourgeons déjà en fleur peuvent recommencer à produire de nouvelles pousses. Ceci rendra la partie supérieure de la plante longue et mince. Afin d’éviter ceci, en utilisant une lampe de 600 watts, un espace d’au moins 50 cm devra séparer la lampe de la plante durant la floraison.

Cytokinine

articles-planthormones_text_3L’activité de la cytokinine a été démontrée pour la première fois en 1913. Trente ans plus tard, on a découvert qu’une substance naturelle présente dans le lait de coco favorisait la multiplication cellulaire chez les plantes. L’hormone responsable était la cytokinine.

La cytokinine est reconnue comme étant l’hormone responsable de la division cellulaire. Elle stimule le métabolisme et la formation de fleurs des pousses latérales et, ce faisant, elle se conjugue aux effets de l’auxine. La concentration en cytokinine est plus élevée à l’intérieur des jeunes organes (par exemple, les graines, les fruits, les jeunes feuilles et les extrémités radiculaires). Une concentration élevée de cytokinine dans un organe ou un tissu stimulera le transport de sucres à ces mêmes organes ou tissus. L’administration de cytokinine génère de plus grandes feuilles et accélère la formation de fleurs. Cependant, la durée de la période de floraison est comparable à celle d’une plante n’ayant pas subi de traitement. La cytokinine peut aussi être considérée comme étant l’opposé de la gibbérelline en ce sens qu’elle stimule la formation de fleurs femelles chez les plantes mâles.

Éthylène

articles-planthormones_text_5L’usage pratique de l’éthylène remonte au temps de l’Égypte ancienne alors que l’on entaillait les figues pour qu’elles mûrissent plus rapidement. En 1934, on a découvert que les plantes produisaient elles-mêmes de l’éthylène, leur permettant de réguler le mûrissement de leurs fruits.

D’un point vu moléculaire, l’éthylène, produit par tous les organes, est l’hormone végétale la moins complexe. Il s’agit d’une hormone gazeuse qui se déplace dans les espaces libres entre les cellules végétales. Cette hormone est responsable du mûrissement des fruits, de l’inhibition de la croissance et de l’abscission (chute des feuilles).

L’éthylène stimule la formation de fleurs chez certaines plantes (par exemple, l’ananas, le manguier et le lychee). Lorsque l’on administre de l’éthylène, on obtient des plantes plus petites avec une floraison qui se termine beaucoup plus vite. Les fleurs mûrissent beaucoup trop rapidement et demeurent donc petites. Puisque les plantes sont très sensibles à l’éthylène, on calcule sa concentration en partie d’air par milliard (ppb). Des concentrations de seulement 10 ppb peuvent provoquer des anomalies chez les tomates. Lorsque des fleurs en mûrissement entrent en contact avec de jeunes plantes, ces dernières risquent de subir un mûrissement accéléré. L’éthylène produit peut être transporté dans l’air pour atteindre les jeunes plants. En aérant la pièce occasionnellement (une fois par jour), on peut éliminer l’éthylène qui s’est formé. En concentration élevée, l’éthylène fait immédiatement jaunir les feuilles.

L’éthylène peut aussi s’accumuler autour des racines si elles restent mouillées trop longtemps. Ceci peut provoquer une chlorose du feuillage, un épaississement de la tige, un repli des feuilles vers la tige et une plus grande sensibilité aux maladies. Dans des situations de stress, notamment lorsque la plante est atteinte d’une maladie ou qu’elle est endommagée, la plante produit une plus grande quantité d’éthylène, ce qui l’amène à rester plus petite et force la floraison à se terminer plus rapidement. Un stress mécanique, comme le mouvement de l’air, peut aussi augmenter la production d’éthylène chez la plante. Par conséquent, les plantes restent petites et produisent des tiges épaisses et robustes. Lorsque les ventilateurs sont placés trop près des plantes, elles ressentiront un trop grand stress, ce qui nuira à la récolte.

Acide abscissique

articles-planthormones_text_4L’acide abscissique, dont le nom dérive du latin abscissio (briser), a été isolé pour la première fois en 1963. Son nom lui a été attribué, car on pensait que l’acide abscissique était responsable de la chute des feuilles et des fruits. Cependant, on a démontré plus tard que l’éthylène jouait un rôle beaucoup plus direct dans ce processus.

L’acide abscissique est produite dans les chloroplastes des plus vieilles feuilles et détient à la fois des caractéristiques inhibitrices (croissance) et stimulantes (emmagasinage des protéines). Lorsque l’apport en l’acide abscissique est élevé dans les points de croissance de la tige et des racines, la division cellulaire s’arrête et la plante entre dans une période de repos.

L’acide abscissique est une phytohormone importante en ce qui concerne les situations de stress. Elle est responsable de la fermeture des stomates lorsque la plante souffre d’un stress lié à l’eau causé par une température continuellement trop élevée, un taux d’humidité atmosphérique faible ou une CE trop élevée dans le support de croissance.

Formation de fleurs chez les plantes de jours courts

Malgré toutes les études qui ont été menées sur le passage du stade de croissance au stade de floraison chez les plantes, il n’existe aucune explication exacte du fonctionnement de ce mécanisme. Chez les plantes de jours courts, la formation et le développement des fleurs dépendent de la durée précise de la nuit. Les plantes de jours courts fleurissent lorsque la nuit dure plus de 12 heures. Il doit absolument faire très noir durant cette période, car la plante ne peut mesurer que la période de noirceur, et non la période de lumière. Presque toutes les intensités de lumière perçues par la plante durant la nuit auront un effet sur son cycle. Ce sont les feuilles qui mesurent cette noirceur et envoient un signal aux pointes des branches leur disant de former des fleurs. L’hormone qui émet ce signal se nomme florigène. Donc, en théorie, il serait possible d’utiliser par exemple des éléments d’une plante en floraison afin de stimuler la floraison d’autres plantes ayant une photopériode de 18 heures.

Diverses hormones interviennent activement dans la phase suivant la première mise en fleur. La cytokinine et l’auxine sont indispensables pour augmenter la formation et la croissance des fleurs. L’acide abscissique et l’éthylène participent grandement au mûrissement.

Utiliser des préparations hormonales

Si vous souhaitez utiliser des préparations d’hormones végétales, il est important de savoir comment utiliser les hormones, quand les utiliser et combien en utiliser. Le résultat final dépendra de plusieurs facteurs tels que le moment de l’application (stade, moment de la journée), la voie d’application choisie (feuilles ou racines) et la concentration administrée. Par exemple: une faible concentration d’auxines stimule la croissance racinaire tandis qu’une concentration élevée augmente la production d’éthylène, ce qui raccourcit la période de floraison de la plante.

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