Qu'est-ce que la biosynthèse d'éthylène?
L'éthylène est un composé de carbone et d'hydrogène dont la formule chimique est C 2 H 4 . Il s’agit d’un gaz incolore, à l’odeur sucrée, fabriqué à grande échelle par l’industrie pétrochimique et destiné principalement à la production de plastique. L'éthylène est également produit par les plantes et agit comme une hormone qui influence de plusieurs façons les processus cruciaux des plantes. Il est inhabituel qu'une si petite molécule soit active en tant qu'hormone. La biosynthèse de l'éthylène chez les plantes a lieu en réponse à divers stress, notamment l'attaque de parasites et de maladies, la sécheresse et les dommages causés aux tissus.
Les effets de l'éthylène sur les plantes sont nombreux et variés. Son effet le plus connu consiste à accélérer la maturation de certains types de fruits, tels que les pommes, les bananes et les tomates, mais pas les agrumes. On savait depuis au moins l'époque des anciens Égyptiens que certains fruits pouvaient être mûris plus rapidement en faisant des bleus; il suffit souvent de blesser ou de couper un fruit pour accélérer la maturation d'un grand nombre de fruits stockés dans le même récipient. L'éthylène n'a pas été identifié comme étant la cause de cette réaction avant 1901 et ce n'est qu'à la fin du XXe siècle que les détails du processus de biosynthèse de l'éthylène dans les tissus végétaux ont été révélés.
L’éthylène inhibe la production de fleurs chez la plupart des plantes, mais favorise la germination des graines et peut influer de manière intéressante sur le développement des plantules, appelé «triple réponse». courbure accrue du crochet apical - une structure qui protège le centre de croissance à la pointe de la tige. L'éthylène favorise également la destruction de la chlorophylle, la production de pigments appelés anthocyanes - associés aux couleurs d'automne - ainsi que le vieillissement et la chute des feuilles. Comme le composé est un gaz et, comme la plupart des hormones, qu'il est efficace à de très faibles concentrations, il peut facilement diffuser à travers les tissus végétaux. La production de ce composé par une plante peut donc affecter les autres. L'éthylène d'origine industrielle et les moteurs de voiture peuvent également affecter les installations.
Le point de départ de la biosynthèse de l'éthylène chez les plantes est la méthionine, un acide aminé essentiel produit dans les chloroplastes. Cela réagit avec l'adénosine triphosphate (ATP) pour produire la S-adénosyl-L-méthionine (SAM), également connue sous le nom de S-AdoMet, catalysée par une enzyme appelée SAM synthétase. Une autre réaction convertit la SAM en acide 1-amino-cyclopropane-1-carboxylique (ACC), catalysé par l'enzyme ACC synthase. Enfin, l'ACC réagit avec l'oxygène pour produire de l'éthylène, du cyanure d'hydrogène et du dioxyde de carbone, catalysés par l'enzyme ACC oxydase. Le cyanure d'hydrogène est converti en un composé inoffensif par une autre enzyme. La biosynthèse de l'éthylène ne libère donc aucun produit chimique toxique.
L'ACC synthase est produite par les plantes en réponse à un stress, ce qui entraîne la production de plus d'ACC et, par conséquent, d'éthylène. Le stress peut prendre la forme d'attaques d'insectes nuisibles ou de maladies des plantes, ou peut être dû à des facteurs environnementaux tels que la sécheresse, le froid ou les inondations. Les produits chimiques nocifs peuvent également causer du stress, conduisant à la production d'éthylène.
L’auxine, une hormone végétale, si elle est présente en grande quantité, stimule la production d’éthylène. Les herbicides auxiniques, tels que l'acide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D), imitent l'action de cette hormone, provoquant la production d'éthylène chez de nombreuses plantes. Bien que le mode d'action exact de ces herbicides ne soit pas clair, il semble qu'une production excessive d'éthylène puisse jouer un rôle dans la mort des plantes chez les espèces sensibles.
La biosynthèse d'éthylène chez les plantes est, depuis 2011, un domaine de recherche active. Étant donné le large éventail d'effets de cette hormone, il est probable qu'elle joue plusieurs rôles. Dans le cas des semis, il semble être produit en réponse à la résistance du sol au semis en développement et à déclencher des réactions de croissance qui aident à protéger le centre de culture. Il est également prouvé que cela pourrait jouer un rôle dans la résistance aux maladies. Des études expérimentales suggèrent que les plantes dépourvues de réponse à l'éthylène sont plus sensibles à certaines maladies.