1. Mobilisation et transport des nutriments :
- Durant leur croissance végétative, les plantes captent les nutriments du sol et de l’atmosphère par l’intermédiaire de leurs racines et de leurs feuilles.
- Au fur et à mesure que la plante se prépare à entrer en phase de dormance ou à produire des structures de stockage spécialisées, elle commence à mobiliser ces nutriments à partir des tissus végétatifs.
- Les nutriments tels que les glucides, les protéines et les minéraux sont transportés des feuilles et des tiges vers les organes de stockage en développement.
2. Métabolisme des glucides :
- Les plantes transforment les sucres excédentaires produits lors de la photosynthèse en composés de stockage, principalement de l'amidon.
- La synthèse de l'amidon implique la conversion du glucose-1-phosphate en ADP-glucose, qui est ensuite polymérisé en molécules d'amidon.
- L'amidon s'accumule dans des plastes spécialisés appelés amyloplastes au sein des organes de stockage.
3. Métabolisme lipidique :
- Certaines plantes stockent de l'énergie sous forme de lipides, notamment sous forme de triacylglycérols (graisses).
- La synthèse des acides gras se produit dans le cytoplasme, où l'acétyl-CoA est converti en malonyl-CoA, puis allongé pour former des chaînes d'acides gras.
- Ces acides gras sont estérifiés avec le glycérol pour former des triacylglycérols, qui sont stockés dans des gouttelettes lipidiques au sein des tissus de stockage.
4. Métabolisme des protéines :
- Les plantes accumulent également des protéines comme forme de stockage d'énergie.
- Au cours du développement de la graine, par exemple, des protéines spécifiques appelées protéines de stockage ou protéines de stockage de la graine sont synthétisées et déposées dans les corps protéiques de la graine.
- Ces protéines servent de source d'azote pour la plantule en développement lors de la germination.
5. Conversion des tissus végétatifs :
- Certains organes de stockage, comme les racines et les tubercules, sont des structures végétatives modifiées.
- Dans les plantes-racines, comme les carottes ou les patates douces, les racines gonflent et deviennent charnues à cause de l'accumulation d'amidon, de sucres et d'autres nutriments.
- De même, dans les cultures de tubercules comme la pomme de terre, les tiges souterraines (stolons) grossissent et stockent l'amidon et les protéines.
6. Régulation et contrôle hormonal :
- La production d'organes de stockage est régulée par diverses hormones végétales, dont l'acide abscissique (ABA), les gibbérellines (GA) et les cytokinines (CK).
- L'ABA joue un rôle crucial en favorisant la transition vers une phase orientée stockage, en inhibant la croissance végétative et en initiant la mobilisation des nutriments.
- GA et CK, quant à eux, participent à la régulation de l'équilibre entre la croissance végétative et le développement des organes de stockage.
Comprendre les processus à l’origine de la production d’organes de stockage à haute énergie dans les plantes est essentiel pour améliorer les rendements des cultures et assurer la sécurité alimentaire. En manipulant ces processus par le biais du génie génétique ou de pratiques agronomiques, les scientifiques peuvent améliorer la production d'organes de stockage riches en nutriments, ce qui bénéficiera à l'agriculture et à la nutrition humaine.
