L'acide gibbérellique (GA) 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 gibberellines aident le développement des plantes, tout en discernant les méthodes par lesquelles elles sont transportées et synthétisées dans les plantes.
L'acide gibbérellique (GA) est une hormone trouvée dans les plantes qui aide à la croissance des plantes et développement. Il est couramment utilisé en agriculture pour augmenter le rendement 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. La gibberelline est un autre nom pour l'acide gibbérellique. L'acide gibbérellique peut pénétrer les membranes cellulaires par simple diffusion. Les acides peuvent également être aidés par des transporteurs d'influx, qui sont des protéines qui peuvent déplacer les AG à travers la membrane cellulaire. Un type de transporteur d'afflux est un transporteur de nitrate 1 /transporteur de peptide (NPF). D'autres transporteurs de ce type incluent SWEET13 et SWEET14, qui transportent apparemment du 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 négatif en charge. Après ce point, la gibberelline ne peut pas s'échapper de la cellule sans être jointe à un autre composant. Les scientifiques supposent qu'il doit y avoir des transporteurs capables de déplacer à nouveau la gibberelline hors du cytoplasme, mais jusqu'à présent, ces «transporteurs d'efflux» n'ont pas été trouvés.
Plus de 130 types d'acides gibberelliques ont été découverts jusqu'à présent. Plusieurs d'entre eux ne sont pas biologiquement actifs (bioactifs), ils servent donc de précurseurs pour les AG bioactifs tels que GA1, GA3, GA4 et GA7. La biosynthèse de ces AG actifs n'est pas bien comprise, mais les scientifiques font des progrès dans ce domaine. Alors que les AG non bioactifs semblent se déplacer sur de longues distances dans les plantes, les AG bioactifs n'ont pas tendance à le faire. Il est clair que GA peut se déplacer dans la sève du phloème des plantes, et qu'il facilite 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 gibberelline est fabriquée dans les ovaires des plantes et est déplacée vers les pétales et les sépales. De là, il subit des modifications pour devenir GA4. Cette hormone bioactive affecte à son tour la croissance des organes végétaux. 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 gibberelline bioactive. Un scientifique japonais a découvert AC3 dans les années 1950. À cette époque, un champignon a affecté les cultures de riz, de sorte qu'il a fait pousser les plantes en hauteur tout en arrêtant la production de graines. Ces plantes maigres et stériles ne pouvaient même pas supporter leur poids. Lorsque les scientifiques ont étudié ce champignon, ils ont découvert qu'il contenait des composés susceptibles de favoriser la croissance des plantes. Le champignon s'appelait Gibberella fujikuroi, à l'origine du nom de 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 la présence d'organes mâles chez certaines espèces.
Acide gibbérellique et production végétale
La découverte des acides gibbérelliques a conduit à des développements majeurs en agriculture. Les agriculteurs ont découvert qu'ils pouvaient augmenter leurs rendements céréaliers en utilisant des AG. Cela a conduit à ce qu'on a appelé une «révolution verte» dans l'agriculture. Les agriculteurs pourraient ajouter plus d'engrais azoté aux cultures sans se soucier de l'allongement excessif de la tige. L'augmentation du blé et du riz qui en résulte a 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 à titre préventif contre les virus des plantes dans 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 leur objectif de production. S'ils doivent réduire leur fructification, ils peuvent utiliser de grandes quantités d'acide gibbérellique. D'un autre côté, s'ils utilisent moins d'AG, les fruits ou légumes peuvent en produire plus. Les vergers qui portent beaucoup de fruits n'auront pas besoin d'autant d'application d'AG. Généralement, les AG ne doivent être appliqués que par temps chaud, sinon ils ne fonctionneront pas aussi pour stimuler 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 plissement et une fissuration 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 de la croûte 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 de bonnes conditions peut grandement améliorer une culture d'agrumes. En règle générale, les meilleurs résultats de l'application de GA se produisent lorsqu'elle n'est pas utilisée seule, mais plutôt en mélange avec d'autres composés. Il est clair que l'amélioration du rendement des cultures et de la qualité des fruits fait de l'acide gibbérellique un outil important en agriculture. Le rôle des AG dans l'amélioration et l'augmentation de l'approvisionnement alimentaire est impressionnant et semble susceptible de persister pendant un certain temps.
Quelle est la fonction des gibbérellines?
Les gibbérellines fonctionnent comme des contrôleurs de la croissance des plantes. Ils travaillent 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 entament un processus d'affaiblissement du tégument en commençant l'expression génique. Cela conduit à l'expansion des cellules.
Les AG sont des facteurs qui contribuent au développement des fleurs. En biennales, elles stimuleront le développement des fleurs. Fait intéressant, chez les plantes vivaces, les gibbérellines inhibent la floraison. De plus, les acides gibbérelliques sont essentiels pour l'allongement des entre-noeuds. 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.
Dans les plantes mutantes naines ou à floraison tardive, il y a moins d'acide gibbérellique. 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 gibberelline fonctionne comme une sorte de réinitialisation pour les plantes.
Une autre fonction de la gibberelline est d'aider à la germination du pollen. Pendant la croissance du tube pollinique, il a été démontré que la quantité de gibberelline augmente. Les gibbérellines affectent également la fertilité des mâles et des femelles 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 des acides gibbérelliques.
Les 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 aide à la croissance. Pour aller au-delà de 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.
Puisque les plantes ne peuvent pas bouger, l'importance de la signalisation des molécules et des hormones est d'une grande importance. En se penchant davantage sur les mécanismes fondamentaux de transport de l’acide gibbérellique, en plus des voies de signalisation des hormones, on améliorera la compréhension des plantes. Ceci, à son tour, aidera l'agriculture, car les humains sont confrontés à la nécessité de rendements agricoles très efficaces.
