Notes sur la photobiologie chez les plantes et son mécanisme
Notes sur la photobiologie chez les plantes et son mécanisme!
La chromoprotéine (photorécepteur photosensible, complexe protéique pigmentaire bleu trouvé dans presque toutes les plantes à fleurs (angiospermes) a été découverte par Borthwick et al (1952) et isolée par Butler et al (1959) à partir de plantules de maïs étiolées.
Il existe dans deux états interconvertibles, le vert et le bleu vert, P r et P fr . P fr est associé à la membrane cellulaire tandis que P r se trouve à l'état diffus dans le cytosol. Il provoque la germination des graines, inhibe la floraison dans les SDP et la floraison dans les plantes de jour prolongé. P r ou P 600 absorbe la lumière à 660 nm et est remplacé par P fr ou P 730 .
Ce dernier absorbe la lumière de 730 nm et redevient rapidement Pr . Les ténèbres provoquent également cette conversion mais elle est très lente. Le phytochrome est impliqué dans les réponses photomorphogénétiques supérieures à 550 nm (sauf les mouvements photonastiques de phototropicine). Il est nécessaire pour la germination des graines de certaines plantes, la dormance des bourgeons, l'abscission des feuilles, la synthèse des gibbérellines et de l'éthylène, la prévention de la photo-oxydation, du photopériodisme et de la morphogenèse.
La forme P est stable dans l'obscurité, absorbe la lumière rouge de 660 nm et est rapidement transformée en P fr . P fr sur absorbant la lumière rouge lointaine de 730 nm ou dans l'obscurité s'est transformé en P r . Ce comportement photoréversible est indépendant de la température. Le Pr stimule la floraison chez les plantes de jours courts. P fr est essentiel pour la germination des graines.
Mécanisme:
À une époque, le phytochrome était supposé contrôler les réactions photomorphogènes en contrôlant le métabolisme des composés 2C et 3C (Hendricks, 1964). Plus tard, on pensait qu'il fonctionnait par l'intermédiaire de gènes (Mohar, 1966) ou d'un changement de perméabilité membranaire (Hendricks et Borthwick, 1967) en fonctionnant comme une enzyme protéique de la structure membranaire.
Fondeville et al. (1966) ont observé que le phytochrome contrôlait les mouvements nyctinastiques (ouverture et fermeture dépendant de la lumière) des folioles de Mimosa. Des mouvements similaires contrôlés par des phytochromes ont ensuite été observés chez Albizzia julibrissin et les stomates. Il a également été constaté que ces mouvements sont liés à l’afflux et à l’efflux d’ions K + . Par conséquent, le phytochrome provoque des changements de turgescence dans les cellules - modification du transport actif des ions ou des propriétés de la membrane.
Le phytochrome peut provoquer une réponse photomorphogénétique en quelques secondes (Newman et Briggs, 1972) ou après plusieurs heures. Le premier est appelé réponse rapide aux phytochromes. Il semble que la réponse rapide du phytochrome soit causée par des modifications des propriétés de la membrane.
Par exemple, les racines excisées d'orge présentes dans un bécher contenant une solution d'ATP, de Mg2 + et d'acide ascorbique adhèrent immédiatement à la surface du verre lorsqu'elles sont exposées à la lumière rouge. Ils sont libérés lorsqu'ils sont exposés à une lumière rouge lointaine. Cela montre clairement que le phytochrome est situé dans la membrane cellulaire (Haupt, 1972). Il agit par son action sur les enzymes liées aux membranes.
Une opération du phytochrome peut également avoir lieu par l'acétylcholine ou un composé apparenté (Jaffe, 1970). Yamamoto et Tezuka (1972) ont proposé que le phytochrome puisse agir par la régulation du NADP + actif dans les cellules. Il est tout simplement possible que les composés de type NADP + et acétylcholine soient liés à certaines réactions ou intermédiaires de l'action du phytochrome.
