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L' Ethylène

 

 

 

 

 

I/ Historique

 

 

-  Etait utilisé dans l' ancienne Egypte pour faire murir les figues. 

 

- Les chinois brulaient de l'encens dans des pièces fermées pour le murissement des poires.

 

- 1886/1901,  Neljubow une jeune Botaniste russe observait l’effet du gaz d’éclairage sur la morphologie de plantules de pois : raccourcissement et épaississement des tiges, perte du géotropisme négatif : ensemble de réponses regroupées sous le terme de triple réponse. Parmi les différents effets de l’éthylène, ce sont cependant les observations relatives à la maturation des fruits qui ont été décisives dans la découverte de son rôle hormonal.

 

- 1910,  H.H.Cousins démontra que les plantes pouvaient produire leur propre éthylène.

 

- 1917, Découverte du rôle de l'éthylène dans l'abscission en 1917 par S. Doubt.

 

- 1934, l'éthylène a été présenté comme un produit végétal naturel.

 

- 1937,  On découvre que les émanations gazeuses de pommes mûres initient la maturation des fruits verts et que l’éthylène constituait le gaz actif (première démonstration de la production d’éthylène par un végétal). A partir de ce moment on attribue un rôle à l’éthylène dans la maturation des fruits et l’on montre que de nombreux fruits émettent de l’éthylène.

 

- 1955-1960 : le développement de la chromatographie en phase gazeuse fit franchir une nouvelle étape car cette méthode très sensible et particulièrement adaptée à la détection de ce gaz permet de montrer que l’éthylène était présent dans toutes les parties de la plante.

Parallèlement on démontrait au-delà de la maturation les actions diverses de l’éthylène sur le développement des végétaux.

 

- 1960 , par chromatographie en phase gazeuse, on arrive à doser l'éthylène émis par les plantes.

 

- 1969 : Ce composé était finalement rangé parmi les hormones végétales. Produit par les végétaux, active à faible dose et à distance du lieu de synthèse l’éthylène répond tout à fait à la définition d’une hormone.

 

 

 

 

-  2015,  Voesenek et al. supposent que la capacité de production d'éthylène a été sélectivement perdue au cours de l'évolution chez certaines plantes terrestres qui sont devenues entièrement aquatique, peut-être car l'éthylène pourrait interférer avec la croissance dans les environnements perpétuellement subaquatiques.

 

 

II/ Définition

 

 

C'est un gaz volatil, inodore et incolore. C'est le plus ancien régulateur de croissance identifié.

L'éthylène est un gaz très réactif ( explosif à trés forte concentration ).

On l'obtient classiquement par craquage du pétrole dans l'industrie du pétrole, en le raffinant par différents procédés chimiques pour arriver

en fin de purification et transformation en éthanol ( alcool ).

Cette même molécule ( l'ethylène ) est aussi produite à l'état naturel du début à la fin de la vie de la plante, le cannabis en fait partie. ( https://www.techno-science.net/glossaire-definition/Molecule.html)

C'est le plus simple des alcènes ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Alcène )

 

Le cannabis ( apex, buds ) n'est pas scientifiquement parlant un fruit climactérique.

 

L' éthylène est La véritable hormone responsable de l’abscission.

 

 

Sa formule atomique est C2H4.

 

 

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III/ Méthionine - Cycle de Yang :

 

 

Les acides aminés sont à la base de la constitution des protéines, seuls 20 sont utilisés pour la synthèse des protéines ( . Ils sont communément désignés par un code international à une ou trois lettres et sont regroupés en familles, en fonction des propriétés chimiques de leur radical.

 

 

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Une protéine est une molécule composée d'une chaîne d'acides aminés

 

 

Le Cycle de Yang est le processus de biosynthèse de la méthionine suite à différentes étapes précisés ci-dessous afin de produire de l'éthylène. 

 

 

 

 

 

 

La méthionine joue un rôle particulier dans la biosynthèse des protéines, puisque toutes les chaînes protéiques démarrent par l'incorporation d'une méthionine en position N-terminale.

 

 

 

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D'autres résidus de méthionine peuvent ensuite être incorporés de manière interne à la chaîne polypeptidique.

La première méthionine des protéines n'est pas toujours retrouvée dans les protéines terminées. Elle est en effet fréquemment clivée par une enzyme spécifique appelée méthionine aminopeptidase.

La vitamine B12 ainsi que la vitamine B9 agissent en tant que co-enzyme dans la synthèse de méthionine. En effet, c'est sous la forme de l'enzyme méthyl B12 qu'un groupement méthyl est ajouté à l'homocystéine pour former la méthionine.

On a pu montrer que l’apport de l’éthylène déclenche la crise climactérique et les phénomènes de maturation qui s’en suivent.

Des mesures de la production d’éthylène dans le fruit révèlent que la quantité de gaz s’accroît avec la crise climactérique.

Selon les fruits on constate que la production d’éthylène est parallèle à la montée de la crise climactérique ou la précède en revenant à sa valeur initiale lors de la montée (Banane).

On considère donc que l’éthylène est l’hormone de maturation naturelle.

La maturation peut être considérée comme une étape précoce de la sénescence qui est définie par rapport à des critères de consommation.

 

 

 

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L’éthylène de façon plus générale, induit la sénescence chez d’autres organes comme les fleurs ou les feuilles.

 

 

 

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IV- Effets physiologiques :

 


L’ éthylène peut être considéré comme une hormone mixte avec des effets positifs tels que l'initiation de la floraison, abscission, sénescence ainsi que la germination et des effets négatifs sur le développement en inhibant la croissance des végétaux.

Elle exerce une influence sur toutes les phases du développement de la germination à la sénescence souvent en interaction avec d’autres hormones.

L' éthylène joue aussi un rôle dans l'accroissement en Diamètre, du tronc, secondaires et pétioles.

Les fruits climactériques les plus connus sont : la banane, la pomme, la poire, la tomate, le melon, la pêche, l'avocat...Par opposition, un fruit non-climactérique est un fruit dont la maturation est indépendante de l'éthylène et non associée à une augmentation de la respiration des tissus. Les fruits non-climactériques les plus connus sont : les agrumes, le raisin, la fraise, la cerise...) la période antérieure ou phase pré climactérique étant une période d’activité métabolique ralentie.

 

** La production d’éthylène est très sensible aux facteurs de l’environnement : lumière, température ( alternance chaud-froid trop intense, la sécheresse étant un des facteurs des plus importants).

 

** Différents types de stress (blessures, radiations, sécheresse, attaques par les microorganismes, etc…). Dans le cas de ces agressions cette synthèse accrue d’éthylène s’accompagne de la formation de composés phénoliques, les enzymes de synthèse PAL ou d’oxydation (peroxydase) de ces composés étant nettement activées. L’éthylène déclenche ainsi des réactions de la plante qui peuvent être assimilées à des sortes de réactions de défense(cicatrisation, protection…) d’où l’appellation d’Hormone de Stress.

La production d’éthylène est stimulée par les auxines (naturelles ou synthétiques). Les travaux d’ ABELES et de BURG (1968-1972) ont montré que de nombreuses réponses obtenues chez les plantes lors de l’application d’auxine pouvaient être reproduites par l’exposition des plantes à l’éthylène. Ainsi de nombreuses réponses attribuées à l’auxine aux fortes concentrations se produiraient par l’intermédiaire de l’éthylène (inhibition de l’élongation). Cette interaction pourrait fournir un contrôle naturel lors de la production excessive d’auxine.

 

Le fait de stresser la plante de cannabis, celle-ci va se défendre, entre autres, en produisant plus de résine comme moyen de défense, ce qui nous cannabiculteurs en herbe, recherchons par tous les moyens.

 

En particulier, l’éthylène provoque une redistribution du Ca2+ et induit la phosphorylation de protéines altérées. De plus, l’éthylène et l’augmentation de la production de ROS  ( https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631069108000516 )activent l'expression de gènes particuliers, les SAG pour "senescence-associated genes" (Quirino et al., 2000). Une comparaison des séquences protéiques a mis en évidence une homologie de séquence des SAG avec les cystéines protéases. De plus, les ROS agiraient en messagers secondaires, et seraient donc impliquées dans la voie de signalisation de la MCP végétale (cf. partie I.4.5.1.3., Navabpour et al., 2003).

 

 

V/ La crise climactérique :

 

 

La maturation de certains fruits charnus, après récolte, est associée à une poussée de la respiration cellulaire, la crise climactérique, et à une production autocatalytique d'éthylène ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Réaction_autocatalytique#:~:text= )

Une réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction.

 

https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2016/02/photon201681p32.pdf ).

 

 

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On a longtemps considéré que la crise climactérique était un phénomène fondamental des fruits qui mûrissent soudainement après cueillette. Depuis les années soixante, il est unanimement reconnu qu'elle n'est qu'un évènement secondaire, parmi d'autres, de la phase dite "climactérique". Celle-ci, selon Rhodes (1970), se définit «comme une période dans l'ontogénie de certains fruits durant laquelle une série de modifications biochimiques est initiée par une production auto catalytique d'éthylène impliquant un accroissement de la respiration cellulaire ( processus s'effectuant dans un organite de la cellule végétale que l'on appelle mitochondrie( https://svtmaupassant.files.wordpress.com/2013/09/chapitre-2-cours-respiration-fermentation.pdf )  : conduisant à la maturation». C'est en fait le processus de la fermentation.


Diverses revues d'ensemble de la maturation ct de la sénescence des fruits traitent du problème de la crise climactérique.

Signalons depuis la publication de Pratt ct Goeschl (1969), notamment celles de Sacher (1973), d'Abeles (1973), de Biale (1976)et surtout les synthèses de Mc Glasson (1970) et de Rhodes (1970, 1980 a, 1980 b). Le sujet a été aussi largement discuté, il y a queh1ues années, à l'occasion d'un colloque du C.N.R.S. (Ulrich, 1975).


Au cours des deux dernières décennies, l'idée que l'éthylène joue un rôle essentiel dans la régulation de la crise climactérique s'est renforcée, donnant un nouvel éclairage à la physiologie de la maturation. La différence entre fruits climactériques non climactériques a pu être précisée ct la classification des différentes espèces dans run ou d 'autre groupe améliorée. Les relations entre la poussée respiratoire ct d'autres aspects de la maturation sont apparues moins étroites que dans le passé. Enfin, l'on s'est efforcé de comprendre le mode d'action de l'éthylène dans le phénomène climactérique.

 

 

Les têtes de cannabis ou "buds" peuvent être considérées COMME des " fruits " climactériques.

 

 

VI/ La senescence chez les végétaux :

 

 

La sénescence est le vieillissement des végétaux, qui est programmée de manière génétique. C'est la dernière étape du cycle de vie d'une plante ou d'une partie de la plante Les végétaux ont des durées très variées de vie, allant de quelques mois (voire quelques semaines) à des milliers d'années.

Nous parlerons dans ce chapitre de l'apoptose cellulaire des cellules végétales.

Plusieurs travaux montrent que ce mécanisme peut s'opérer, entre autres, durant l'établissement de la réponse hypersensible ou R.S.A ( Réponse Systémique Acquise ). 

Ces travaux ont stimulé notre intérêt pour identifier et caractériser des régulateurs de la mort cellulaire.
Comme la régulation de la mort cellulaire programmée est un phénomène vital pour les organismes des végétaux, il est possible que Les régulateurs impliqués soient similaires chez les différents organismes.

 

 

VII/ Sources :

 

 

A/ https://wiki.cannaweed.com/index.php?title=Les_Phytohormones ( Réalisé par mes soins en 2009 )

 

B/ https://core.ac.uk/download/pdf/78383331.pdf

 

C/ https://oatao.univ-toulouse.fr/12284/1/su.pdf

 

D/ https://www.collectionscanada.gc.ca/obj/s4/f2/dsk3/QQLA/TC-QQLA-21571.pdf

 

E/ https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-ethylene-8263/

 

F/ https://www.techno-science.net/glossaire-definition/Molecule.html

                                                                                                                   

G/ https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0230-0/figures/1

                                                                                                                         

H/ https://agritrop.cirad.fr/573185/1/document_573185.pdf

 

I/ http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/PlantPhysiologyTaiz2002.pdf

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  • 5 mois après ...