Répartition des hormones et développement végétal - Maxicours

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Répartition des hormones et développement végétal

Objectif : L'auxine est une hormone végétale qui stimule l'augmentation de la taille des cellules. Elle joue aussi d'autres rôles dans la plante.
Quelle est l'influence de l'auxine dans l'apparition de tiges ou de racines ? Comment le développement du végétal est-il orienté par la répartition des hormones ?
1. L'auxine a plusieurs effets sur le développement végétal
a. Une action sur l'élongation cellulaire
L'auxine a un rôle de signal sur des cellules cibles dont elle modifie l'activité. Elle agit à des concentrations différentes selon le type d'organe. L'élongation d'une racine nécessite 100 000 fois moins d'hormone que celle d'une tige.
Pour la rhizogenèse (croissance des racines), des concentrations d'auxine voisines de 10-10 g.mL-1 suffisent, tandis que pour la caulogenèse (croissance des tiges) des concentrations proches de 10-5 g.mL-1 sont nécessaires.
b. Une action sur la différenciation cellulaire
La formation de racines adventives peut être obtenue à partir de n'importe quelle partie excisée (coupée) du végétal, à condition qu'on la mette en présence d'auxine, à des concentrations de l'ordre de 10-8 g.mL-1 .
La formation des tissus conducteurs de sève nécessite la production d'auxine à proximité.

L'effet hormonal de l'auxine est donc modulé : il dépend à la fois des caractéristiques des cellules cibles et de la concentration d'auxine décelable dans ces cellules.

Les cultures in vitro (du latin « dans le verre »), c'est-à-dire en éprouvette, s'effectuent à partir d'un fragment de végétal. En apportant les doses d'hormones nécessaires sur un milieu de culture approprié, on peut régénérer bourgeons, racines et tiges et former des plantes entières.

2. La répartition des hormones influence le développement
a. Un gradient de concentration de l'auxine dans la plante
La concentration d'auxine est généralement décroissante depuis le sommet de la plante vers sa base : tige et racine sont donc des organes polarisés.
Quand un fragment de végétal est isolé du reste de la plante, l'auxine s'accumule vers le bas, ce qui favorise la synthèse de nouvelles racines, nécessaires à la nutrition de la plante.

Un gradient vertical d'auxine dans la plante détermine le développement des bourgeons. Par le phénomène de dominance apicale, le bourgeon terminal de la tige inhibe le développement des bourgeons axillaires situés en dessous. Une absence du bourgeon terminal entraîne une ramification de la plante car des bourgeons axillaires se développent.

La croissance différentielle, qui se manifeste par des courbures, résulte d'une inégale répartition latérale de l'auxine. Lors d'un phototropisme positif, on observe un excès d'auxine du côté non éclairé (dont la croissance est plus rapide) et un déficit d'auxine du côté éclairé. L'auxine n'est pas détruite par la lumière, mais elle se déplace vers la face moins exposée à la lumière. Les facteurs du milieu extérieur influent donc sur le développement des végétaux.

b. Le rôle des cytokinines
D'autres hormones, les cytokinines, interviennent dans la dominance apicale. Le développement des bourgeons axillaires peut être obtenu par application de cytokinines.
Au contraire, dans la même dominance, l'application d'auxine exogène ne provoque pas ce phénomène. Des plantes mutées qui produisent des cytokinines en grande quantité ont un port buissonnant.

Auxine et cytokinine ont des effets inverses sur le développement des cellules végétales; ce sont des hormones antagonistes.

L'essentiel

Le développement d'un végétal résulte de l'expression du programme génétique sous le contrôle de l'environnement. La lumière agit notamment sur la répartition latérale de l'auxine et peut provoquer une courbure liée à une croissance différentielle des cellules.
La répartition verticale des hormones (auxine et cytokinines) dans la plante a une influence sur le développement des bourgeons axillaires et donc sur le port du végétal.
A faible concentration, l'auxine permet la rhizogenèse, c'est-à-dire la formation de nouvelles racines à partir d'un fragment de végétal sectionné. A plus forte concentration, elle favorise la formation de tiges (caulogenèse).

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