Biologie et physiologie du développement végétal








télécharger 155.43 Kb.
titreBiologie et physiologie du développement végétal
page4/7
date de publication28.03.2017
taille155.43 Kb.
typeDocumentos
p.21-bal.com > droit > Documentos
1   2   3   4   5   6   7

3La plante : un système intégré en interaction avec son environnement

3.1Contraintes de la vie fixée : adaptations développementales et plasticité du végétal


(voir intro)

La plante subit son environnement car ne peut pas se déplacer pour se trouver dans des conditions plus favorables à son dvpt ou à sa reproduction.

Ex : plantes à la montagne et en ville, plante qui subit des tremblements, plantes percevant la gravité

La paroi pectocellulosique réduit les échanges aux jonctions

3.2Systèmes de perception des signaux


(voir intro)

= constitué d’un R, de molécules signal et de réponses

3.3Perception de la lumière



perception de la direction de la lum, distinction entre plusieurs longueurs d’onde, adaptation du dvpt et de la croissance

3.3.1Capacité de percevoir la direction de la lumière = Phototropisme



Dès 1830, Darwin (père et fils) démontrent que des plantes céréales (coléoptyle) en germination orientent leur croissance en f° de la direction de la lumière (exp avec fente dans une boite)
En 2002, le mutant nph (non phototropic hypocotyl) a un hypocotyle qui ne répond pas au phototropisme. Il y a donc un gène qui code pour un élément ayant un intérêt évolutif qui permet à la plante de détecter la direction de la lumière. Une plante qui pousse vers la lumière expose la max de surface foliaire vers la lum et donc optimise sa photo$.

Le gène npf code pour protéine mbR PHOT (récepteur). PHOT incapable de percevoir la lum toute seule. Elle est accompagnée de cofacteurs flaviniques (FMN) qui absorbent la lumière. Le complexe PHOT+FMN absorbent la lum et déclenche un signal cellulaire ( ?) qui a pour cq l’inhibition de la croissance des cellules excitées par les photons. Du coup la croissance est asymétrique sur la tige à cause des cellules exposées qui arrêtent leur croissance.
La nature des photons influant sur la phototropie : les bleus seulement sont capables de déclencher le phototropisme alors que le rouge est efficace pour la photosynthèse.

Hyp : la lum bleue est bcp moins diffractée par l’atmosphère, les longueurs d’onde courtes sont donc les meilleurs indicateurs de la direction des rayons solaires (en plus rouge peut être aussi un reflet de la présence de végétaux à proximité).

3.3.2Maîtrise de la germination et de la floraison grâce au phytochrome



Le deuxième type de perception de la lumière qui agit sur la germination des graines, la floraison de la plante et aussi sur la différenciation des cellules photosynthétiques du à une molécule nommé phytochrome.
Petite histoire :

- Décalage des dates de « semage » sur plusieurs semaines, pour récolter le soja sur plusieurs semaines.

=> mais ttes les cultures de soja fleurissent en même temps !

3.3.2.1Floraison



- Le mammouth du maryland (tabac qui ne fleurit jamais) => avantages économiques !

=> mais on peut donc très difficile d’obtenir des graines, plantes incapables de différencier les saisons

Saison de floraison dépend de la longueur du jour.
On distingue 3 types de plantes

- neutre : longueur du jour n’influe pas

- à jours courts (j<12h) : chrysanthèmes

- à jours longs (j>12-14h) : iris




Expérience p 68 :

Plantes à jours courts

Lorsque les nuits sont courtes  état végétatif de la plante

Lorsque les nuits sont longues  floraison au bout de qq jours

Si on réveille les plantes par réveil lumineux  nuit interrompue  état végétatif

La plante assimile la situation à une longue journée.

Plantes à jours longs :

Inverse des chrysanthèmes.

Nuit interrompue  assimilation à longue journée  floraison

On s’aperçoit que les plantes sont sensibles à la durée où elles sont privées de lumière.

Les 2 types de plantes perçoivent la même info mais la traite différemment.
Ce phénomène dépend du phytochrome qui est spécialisé dans le rouge et le rouge lointain :

    • rouge (660 nm)  déclenchement de la floraison

    • rouge lointain (730 nm) inhibe floraison.

    • C’est un phénomène réversible (R + RS annule l’effet du R) : dernière longueur d’onde perçue compte

    • phytochrome présent dans les parties végétatives de la plante



3.3.2.2Germination



Graines de laitue ne donnent un bon rendement de floraison que si elles sont préexposées à la lum => pb économique donc laitue devient modèle

Graines de laitues répondent particulièrement bien à la lumière

Ccl : Existence de mécanismes qui contrôlent la floraison, la germination !

L’environnement lumineux des végétaux varie, ainsi que la durée et la qualité.
On quantifie la lum en µmoles par m² par secondes (midi 1000, sous couvert végétal 10-100)
Plus de rouge lointain la nuit et même proportion pendant la journée.
Phytochrome permet de connaitre la position de la plantes par rapport aux autres.
La dernière longueur d’onde perçue par les graines de laitue est :

- rouge 660 nm => déclenchement de la germination,

- rouge lointain 730 nm => inhibition de la germination
=> Effet phytochrome réversible !

Donc existence de R ayant une cap de discrimination importante.
Donc on fait l’hyp la plus simple = un seul R qui absorbe 2 longueurs d’onde différentes étant capable d’informer la cellule.
Phénomène de réversibilité possible seulement lorsqu’on est au niveau du moment de perception du signal (avant que le processus physiologique soit déclenché).

= > limité dans le tps

3.3.2.3Effets de la lumière sur le dvpt de la jeune plantule



- aspect étiolé (skotomorphogenèse) des plantes poussant à l’obscurité (feuille jaunie, tige et hypocotyle s’allongent, cotylédon refermé et petit, racines à peine visible)

- à la lum désétiolement mais phénomène pas vraiment réversible

- phytochrome impliqué

- dvpt à lum = photomorphogenèse

- skotomorphogenèse croissance des cellules de l’hypocotyle sans divisions (grandes cellules)

- différenciation et croissance cellulaire : épiderme de cotylédon

- à l’obscurité petite cellules id

- à la lum apparition de stomates et croissance des cellules

- à l’échelle cellulaire : étioplaste  chloroplaste

- croissance stimulée par le RL (longueur d’onde qui passe à travers les autres plantes) et inhibée par le R. Donc compétition force la plante à pousser plus que ces voisines

3.3.2.4Caractéristiques de la molécule phytochrome



- purification biochimique par chercheurs ayant cultivés des plantules de blé étiolés

- caractéristique attendue : mol absorbant le R et le RL

- protéine soluble

- capacité d’absorbance : 280 nm (car protéine), 400 nm (petite bleu), 660 nm (pic R)
Spectre du phytochrome = spectre d’action



- in vitro si on éclaire protéine à 660 nm, si on refait spectre d’absorbance du même échantillon , alors spectre nouveau avec pic à 730 nm

- phytochrome natif absorbe à 660 nm

- phytochrome activé par éclairement à 660 nm absorbe à 730 nm

- phytochrome activé par éclairement à 730 nm absorbe à nouveau à 660 nm

….
On peut transformer le phytochrome en l’éclairant avec les longueurs d’ondes. (p 13)


3.3.2.5Structure et fonction du phytochrome (p13)



Changement de conformation du dernier cycle du chromophore

660 nm

730 nm


- homodimère = polypeptide de 250 kDa

- polypeptide n’a pas de particularité concernant son absorbance

- groupement formé de 4 cycles capable d’absorber la lum lié de façon cov sur l’exté Nt de la protéine = chromophore qui change de conf du dernier cycle (cis / trans) selon λ absorbé

- asso polypetide + groupement = phytochrome actif

- exté Ct = régulation du peptide, transmission du signal au reste de la cellule
2 types de mutants :

- sans chromophore = muté à l’exté Nt  non perception de la lum

- avec chromophore mais muté au niveau Ct  pas de transmission du msg
2 types de phytochrome importants A et B :

- A extrêmement abondant chez plante à l’obscurité, et inexistant à la lum  capte très petites quté de lum

- B activé par du rouge prend la place de A




Résumé :

- Germination

- Désétiolement

- Floraison

- Evitement de l’ombre




Existence d’un équilibre entre les 2 formes de phytochromes. Le rapport des deux est interprété par la plante.

3.3.2.6Mode d’action cellulaire des phytochromes



Lors de fusion traductionnelle entre le phytochrome et la GFP (gène rapporteur), les 2 polypeptides sont traduits comme un seul par la cellule.
On voit une fluorescence verte dans la cellule à l’obscurité

Si illumination dans longueurs d’onde R absorbé par phytochrome, la protéine change de conf dans la cellule, phytochrome migre vers le noyau.

Si illumination dans longueurs d’onde RL absorbé par phytochrome, la protéine change de conf dans la cellule, phytochrome migre en dehors du noyau.
Phytochrome activé va dans noyau se lie à facteur de transcription et permet la transcription des gènes d’intêret.



NB : cryptochromes absorbent la partie bleu (400nm) du spectre qui peuvent déclencher le dé-étiolement. Les mutants de phytochrome sont aveugles dans le rouge
1   2   3   4   5   6   7

similaire:

Biologie et physiologie du développement végétal iconPhysiologie du cartilage, physiologie de l’arthrose

Biologie et physiologie du développement végétal iconUniversité de Lyon 1 : Master 2 «Technologie en Physiologie et Biochimie Marines»
«laboratoire physiologie et biotechnologies des algues» (pba). Essaie de cryopréservation sur les microalgues marines Tetraselmis...

Biologie et physiologie du développement végétal iconThèse : «Application du concept de raffinage végétal au safran du...
«Application du concept de raffinage végétal au safran du quercy (crocus satuvus) pour la valorisation intégrée des potentiels aromatiques...

Biologie et physiologie du développement végétal iconExamen de biologie

Biologie et physiologie du développement végétal iconCorrigéS. Sommaire biologie

Biologie et physiologie du développement végétal iconBiologie énergétique : Introduction

Biologie et physiologie du développement végétal iconSpecialite chimie et biologie (C & B) Semestre 1

Biologie et physiologie du développement végétal iconPhysiologie de la contraction musculaire

Biologie et physiologie du développement végétal iconAnatomie et physiologie de l’appareil auditif

Biologie et physiologie du développement végétal iconTd anatomie physiologie du système nerveux








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
p.21-bal.com