Auxine

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En physiologie végétale, l'auxine est une hormone de croissance qui est indispensable au développement des plantes. Le terme d'auxine a été étendu à un ensemble de substances naturelles aux propriétés analogues ainsi qu'à des hormones de synthèse.

Le terme a été formé sur le grec auxein, croître.

Sommaire 1 Histoire 2 Biosynthèse 3 Effets 3.1 Élongation cellulaire 3.2 Phototropisme 3.3 Contrôle de la dominance apicale 3.4 Formation des racines latérales 3.5 Développement des fruits 4 Utilisation

[modifier] Histoire

Cette découverte avait été présentie par Darwin en 1881 en observant la courbure des coléoptiles d'avoine vers la lumière (phototropisme). En 1910, Boysen et Jensen, en 1919 Paal puis en 1925 Soding réalisent des expériences complémentaires. La molécule d'auxine naturelle fut finalement découverte en 1928 par Went. Elle fut la seconde hormone végétale à être caractérisée (elle succède aux gibbérellines).

[modifier] Biosynthèse

Sur le plan chimique, c'est l'acide indole 3-acétique ou AIA, un acide faible qui peut facilement se dissocier.

L'auxine est synthétisée majoritairement à partir du tryptophane mais aussi à partir du chorismate à l'extrémité des tiges (dans l'apex), et dans le méristème des bourgeons terminaux.

Synthèse à partir du tryptophane

Il y a deux voies de biosynthèse comportant chacune deux étapes.

première possibilité :

• décarboxylation : tryptophane -> tryptamine + CO₂ (tryptophane décarboxylase)
• désamination : tryptamine + O -> acide indole-acétaldhéyde + NH₃ (tryptamine oxydase)

ou :

• désamination : tryptophane + O -> acide indole-pyrivique + NH₃ (transaminase)
• décarboxylation : acide indole-pyrivique -> acide indole-acétaldhéyde + CO₂ (indole-acétaldéhyde déscarboxylase)

Puis l'acide indole-acétaldhéyde est transformé en acide indole acétique (AIA, auxine) (indole-acétaldéhyde désydrogénase)

Synthèse à partir du chorismate

Le chorismate est transformé en acide indole pyrivique qui est transformé en acide indole acétique comme dans la voie de biosynthèse à partir du tryptophane.

[modifier] Effets

Les rôles de l'auxine sont nombreux. Son action dépend très fortement à la fois de sa concentration et du tissu sur lequel elle agit. Par exemple, une même concentration peut inhiber le développement d'un bourgeon alors qu'elle favorisera l'élongation d'une tige.

Selon les plantes, une même concentration sur un même organe peut entraîner des conséquences différentes. Par exemple, l'auxine stimule la croissance du limbe des monocotylédones alors qu'elle inhibe celle des dicotylédones.

L'auxine a aussi une action cambiostimulante.

[modifier] Élongation cellulaire

Elle favorise la croissance en longueur en agissant sur l'élongation cellulaire ou auxèse.

Ce mode d'action de l'auxine est relativement bien connu. L'auxine ne pénètre pas dans les cellules mais agit via une protéine G qui par l'activation de l'adénylate cyclase fait augmenter la concentration intracellulaire en ions Ca²⁺ et en AMP_c ce qui active une cascade de réactions (notamment celle des MAP, Mitogen Activating Protein) stimulant la division cellulaire mais aussi l'activation et la production de pompes à protons. Cette pompe expulse des protons dans le milieu extracellulaire.

Ceci a pour conséquence de déstabiliser la paroi, d'activer des enzymes lysant cette paroi de plus l'efflux de ces protons favorise l'entrée d'ions potassium qui vont, par un mécanisme d'osmose, induire l'entrée d'eau dans la cellule, d'où une augmentation de la pression de turgescence.

Tous ces facteurs concourrent à la croissance lorsque la pression de la turgescence dépasse l'élasticité de la paroi végétale.

[modifier] Phototropisme

L'auxine joue également un rôle dans le phototropisme positif des tiges. Un éclairement disymétrique de la tige entraine une migration latérale de l'auxine du côté éclairé vers le côté sombre. Celle-ci favorisant la croissance, le côté sombre grandit plus vite et la tige se tourne alors vers la lumière, d'où le qualificatif de phototropisme positif.

[modifier] Contrôle de la dominance apicale

En synergie avec les cytokinines, elle participe à la néoformation des bourgeons. En revanche elle s'oppose à leur débourrement : c'est le principe de la dominance apicale.

Le bourgeon apical profite de sa position haute pour dominer les bourgeons latéraux. Il synthétise de l'auxine (apex) qu'il évacue via le phloème. Les bourgeons sous-jacents subissent alors des concentrations en auxine trop importantes qui sont inhibitrices.

[modifier] Formation des racines latérales

L'auxine a aussi des rôles dans l'organogénèse. Elle agit aussi à forte concentration (de l'ordre de 10-5 g/l) sur la rhizogenèse, favorisant l'apparition de racines sur les boutures.

Une forte concentration en auxine permet la mise en route des gènes impliqués dans l'initiation des méristèmes racinaire latéraux. Toutefois si la teneur en auxine reste forte la croissance racinaire sera ralentie.

Ainsi une faible concentration en auxine favorise l'élongation d'une racine alors qu'une plus forte concentration inhibe cette croissance et favorise cette fois la rhizogenèse.

[modifier] Développement des fruits

Si on retire une partie des akènes en développement alors le fruit se développe mal.

[modifier] Utilisation

L'auxine de synthèse la plus utilisée est l'acide naphtalène acétique (ANA). L'utilisation principale est le traitement local des boutures.

L'auxine a un rôle fondamental dans les biotechnologies végétales, elle permet par exemple de faire se développer les fruits sans fécondation (comme la banane qui est un fruit parthénocarpique).