L'acide gibbérellique (AG) est une sorte d'hormone qui est importante pour la croissance des plantes. La « révolution verte » de l'agriculture s'est produite en grande partie grâce à l'application d'acide gibbérellique aux cultures. Les scientifiques découvrent les nombreuses façons dont les gibbérellines aident au développement des plantes, tout en discernant les méthodes par lesquelles elles sont transportées et synthétisées dans les plantes.
L'acide gibbérellique (AG) est une hormone présente dans les plantes qui aide à la croissance et au développement des plantes. Il est couramment utilisé dans l'agriculture pour augmenter les rendements des cultures.
Description de l'acide gibbérellique
L'acide gibbérellique, ou GA, est une hormone présente dans les plantes. L'acide gibbérellique peut être trouvé dans les tissus végétaux en croissance comme les pousses, les jeunes feuilles et les fleurs. Il est faiblement acide. Un autre nom pour l'acide gibbérellique est la gibbérelline. L'acide gibbérellique peut pénétrer dans les membranes cellulaires par simple diffusion. Les acides peuvent également être aidés par des transporteurs d'influx, qui sont des protéines capables de déplacer les GA à travers la membrane cellulaire. Un type de transporteur d'influx est un transporteur de nitrate 1/transporteur de peptide (NPF). D'autres transporteurs de ce type incluent SWEET13 et SWEET14, qui apparemment transportent le saccharose vers le phloème de la plante. L'intérieur de la cellule possède une acidité plus faible (un pH plus élevé), et donc GA devient en charge négative. Après ce point, la gibbérelline ne peut plus s'échapper de la cellule sans être liée à un autre composant. Les scientifiques supposent qu'il doit y avoir des transporteurs capables de déplacer à nouveau la gibbérelline hors du cytoplasme, mais jusqu'à présent, ces "transporteurs d'efflux" n'ont pas été trouvés.
Plus de 130 types d'acides gibbérelliques ont été découverts à ce jour. Plusieurs d'entre eux ne sont pas biologiquement actifs (bioactifs), ils servent donc de précurseurs pour les GA bioactifs tels que GA1, GA3, GA4 et GA7. La biosynthèse de ces GA actifs n'est pas bien comprise, mais les scientifiques font des progrès dans ce domaine. Alors que les GA non bioactifs semblent se déplacer sur de longues distances dans les plantes, les GA bioactifs n'ont pas tendance à le faire. Il est clair que l'AG peut se déplacer dans la sève du phloème des plantes, et qu'elle favorise la croissance et le développement des plantes, ainsi que leur floraison. Apparemment, les AG peuvent également se déplacer sur de courtes distances. Dans le cas de GA9, cette gibbérelline est fabriquée dans les ovaires des plantes et est déplacée vers les pétales et les sépales. De là, il subit des changements pour devenir GA4. Cette hormone bioactive affecte à son tour la croissance des organes de la plante. Les scientifiques continuent de chercher des réponses sur la mobilité des acides gibbérelliques dans les plantes.
Hormone de croissance GA3
L'hormone de croissance GA3 est une sorte de gibbérelline bioactive. Un scientifique japonais a découvert AC3 dans les années 1950. À cette époque, un champignon affectait les cultures de riz de sorte qu'il faisait pousser les plantes en hauteur tout en arrêtant la production de graines. Ces plantes dégingandées et infertiles ne pouvaient même pas supporter leur poids. Lorsque les scientifiques ont étudié ce champignon, ils ont découvert qu'il contenait des composés pouvant favoriser la croissance des plantes. Le champignon s'appelait Gibberella fujikuroi, d'où le nom gibberellin. L'un de ces composés, maintenant appelé GA3, est l'acide gibbérellique le plus produit à usage industriel. L'hormone de croissance GA3 est importante pour l'agriculture, la science et l'horticulture. GA3 stimule l'apparition d'organes mâles chez certaines espèces.
Acide gibbérellique et production végétale
La découverte des acides gibbérelliques a conduit à des développements majeurs dans l'agriculture. Les agriculteurs ont découvert qu'ils pouvaient augmenter leurs rendements céréaliers en utilisant les AG. Cela a conduit à ce qu'on a appelé une « révolution verte » dans l'agriculture. Les agriculteurs pourraient ajouter plus d'engrais azotés aux cultures sans se soucier d'un allongement excessif de la tige. Les augmentations de blé et de riz qui en ont résulté ont complètement changé l'agriculture dans le monde, prouvant la grande importance de l'acide gibbérellique dans l'agriculture moderne.
À ce jour, les acides gibbérelliques sont utilisés pour traiter les plantes qui ont des phénotypes nains. Les gibbérellines stimulent la croissance des plantes dans ces plantes naines. L'acide gibbérellique peut également être utilisé pour réduire la floraison dans les jeunes vergers d'arbres fruitiers. De cette façon, les arbres fruitiers ont plus de temps pour pousser. Il aide également comme mesure préventive contre les virus des plantes chez les jeunes arbres qui sont transmis par le pollen. Les agriculteurs décident de la quantité d'acide gibbérellique à utiliser sur leurs cultures en déterminant quel est leur objectif de production. S'ils doivent réduire la fructification, ils peuvent utiliser de grandes quantités d'acide gibbérellique. D'un autre côté, s'ils utilisent moins d'AG, alors les fruits ou légumes peuvent produire plus. Les vergers qui portent beaucoup de fruits n'auront pas besoin d'autant d'application d'AG. En règle générale, les GA ne doivent être appliqués que par temps chaud, sinon ils ne stimuleront pas également la croissance.
L'acide gibbérellique peut également aider les fruits comme les agrumes. L'application d'acide gibbérellique aux agrumes peut empêcher la dégradation de l'albédo, qui est un pli et un craquelage des écorces d'orange. L'application d'acide gibbérellique peut également réduire les taches de filigrane sur les agrumes. L'acide gibbérellique améliore donc la qualité des écorces d'agrumes. L'application de GA donne un fruit de meilleure qualité qui est plus résistant aux intempéries et à d'autres voies potentielles de pourriture et de blessure. Une attention particulière aux applications sur des plantes saines dans les bonnes conditions peut grandement améliorer une culture d'agrumes. En règle générale, les meilleurs résultats de l'application GA se produisent lorsqu'il n'est pas utilisé seul, mais plutôt en mélange avec d'autres composés. Il est clair que l'amélioration des rendements des cultures et de la qualité des fruits fait de l'acide gibbérellique un outil important en agriculture. Le rôle de l'amélioration et de l'augmentation de l'approvisionnement alimentaire dans les AG est impressionnant et semble devoir perdurer pendant un certain temps.
Quelle est la fonction des gibbérellines ?
Les gibbérellines fonctionnent comme des contrôleurs de la croissance des plantes. Ils agissent pour relancer la germination des graines, favoriser la croissance des pousses et la maturation des feuilles et affecter la floraison.
Avec la germination des graines, les graines restent dormantes jusqu'à ce qu'elles soient déclenchées pour germer. Lorsque les gibbérellines sont libérées, elles amorcent un processus d'affaiblissement des téguments en commençant l'expression des gènes. Cela conduit à l'expansion des cellules.
Les AG sont des facteurs qui contribuent au développement des fleurs. En biennale, elles stimuleront le développement des fleurs. Fait intéressant, dans les plantes vivaces, les gibbérellines inhibent la floraison. De plus, les acides gibbérelliques sont essentiels pour l'allongement des entre-nœuds. Encore une fois, le résultat est une expansion des cellules et une division cellulaire. Cela se produit en réponse aux cycles de lumière et d'obscurité.
Chez les plantes mutantes à floraison naine ou tardive, il y a moins d'acide gibbérellique présent. Dans ces plantes, une plus grande application de GA est nécessaire pour ramener les plantes à un schéma de croissance plus normal. Par conséquent, la gibbérelline fonctionne comme une sorte de réinitialisation pour les plantes.
Une autre fonction de la gibbérelline est d'aider à la germination du pollen. Au cours de la croissance du tube pollinique, il a été démontré que la quantité de gibbérelline augmente. Les gibbérellines affectent également la fertilité mâle et femelle des plantes. L'acide gibbérellique joue un rôle dans la suppression de la formation des fleurs femelles.
L'étamine est un site principal pour la fabrication d'acides gibbérelliques.
Des découvertes récentes en botanique ont permis de mieux comprendre les voies de signalisation des acides gibbérelliques. Généralement, ces voies nécessitent un récepteur GA, des répresseurs de croissance appelés DELLA et des protéines de divers types. Les protéines DELLA inhibent la croissance des plantes, tandis que le signal GA favorise la croissance. Pour dépasser cette inhibition, les acides gibbérelliques forment un complexe qui conduit à la dégradation des répresseurs de croissance DELLA.
Les scientifiques cherchent toujours à comprendre le processus par lequel les AG font que toutes ces choses se produisent. Théoriquement, les gibbérellines doivent transporter de longues distances à l'intérieur des plantes. Le mécanisme pour cela n'est pas encore clair.
Étant donné que les plantes ne peuvent pas bouger, l'importance des molécules de signalisation et des hormones est d'une grande importance. Se pencher davantage sur les mécanismes fondamentaux de transport de l'acide gibbérellique, en plus des voies de signalisation des hormones, conduira à une meilleure compréhension des plantes. Ceci, à son tour, aidera l'agriculture alors que les humains sont confrontés au besoin de rendements agricoles très efficaces.
