Importance

Rachid Derdari

Area Manager Stoller Europe

Importance de la gestion du stress

Une fermeture stomatique non désirée ou continue et un excès de synthèse de l’hormone éthylène par la plante peuvent provoquer des troubles physiologiques qui impliqueraient : une floraison rare ou progressive, des problèmes éventuels de calibre et de manque de qualité commerciale et organoleptique du fruit (causés par le manque de translocation du calcium et par des processus de surmaturité et de sénescence, ainsi qu’une incidence élevée de chute physiologique du fruit ou de lésions cutanées importantes.

Dans les différentes régions agricoles du Maroc, une large gamme d’espèces et de variétés est cultivée durant presque tous les mois de l’année, permettant ainsi de répondre à la demande du marché de l’export et local. A différentes périodes de l’année, des situations de stress biotique ou abiotique, peuvent avoir lieu, et avoir un effet sur la production et sa qualité. Deux principaux phénomènes sont impliqués dans la gestion du stress : - les stomates qui ont un rôle dans la gestion du stress hydrique et climatique, - le système hormonal de la plante qui se retrouve perturbé par l’excès de synthèse de certaines hormones de gestion de stress.

L’importance des stomates et de l’acide abscissique

En ce qui concerne les conditions agronomiques dans lesquelles les exploitations agricoles évoluent au Maroc, il convient de mentionner en particulier les situations de stress hydrique, la salinité des sols, les températures élevées et les vents chauds ou froids. Au-delà de son aspect simple, constitué d’une tige, de feuilles, de fleurs et de racines, la plante contient tout un monde plein de mécanismes physiologiques complexes, qui travaillent ensemble pour mener des activités physiologiques. La principale force qui favorise le développement de la plante est l’eau qui constitue jusqu’à 95% de sa structure chez certaines espèces. L’eau est absorbée principalement par les racines et transportée dans différents organes, distribuant par là même des nutriments et des hormones dans l’ensemble de la plante. Les stomates sont des pores que l’on trouve principalement dans la surface des feuilles et, dans une moindre mesure, dans les tiges et d’autres organes aériens. Ces pores sont entourés de cellules parenchymateuses spécialisées, appelées cellules de garde. Les stomates ont deux fonctions principales : - permettre les échanges gazeux, donner accès au dioxyde de carbone (CO2) et libérer l’oxygène (O2) - la régulation du mouvement de l’eau par la transpiration. Les stomates y parviennent en jouant un rôle important dans la transpiration, définie comme l’absorption d’eau et sa translocation dans la plante, jusqu’à sa sortie par évaporation de la partie aérienne. La transpiration par les stomates

crée un potentiel hydrique dans la plante, ce qui favorise l’absorption passive de l’eau par les racines et la translocation ultérieure vers le reste des organes à travers le xylème. Pour effectuer la photosynthèse, la plante a besoin de six molécules d’eau et de six molécules de CO2 pour générer du glucose et de l’oxygène. Par conséquent, et comme mentionné précédemment, les stomates jouent un rôle vital dans l’entrée de l’eau et du CO2 dans la plante, facilitant ainsi le processus de la photosynthèse. Pour l’ouverture des stomates, l’entrée de l’eau est donnée par osmose, qui dépend de la concentration de potassium dans les cellules. Le potassium est transporté à l’intérieur ou à l’extérieur de la cellule par transport actif avec dépense énergétique, en fonction de facteurs environnementaux. Les facteurs qui ont le plus d’influence sur ce processus stomatique sont: l’échange d’ions, la température, la lumière, la concentration de CO2, etc., qui entraînent des signaux hormonaux qui dirigent ce type de processus physiologiques dans la plante. Dans le cas de l’ouverture des stomates, le potassium est activement transporté dans les vacuoles, ce qui augmente sa concentration dans les cellules et finit par forcer l’entrée d’eau par osmose, augmentant ainsi la turgescence et la taille des cellules de garde, laissant les pores (ostioles) ouverts. Dans le cas de la fermeture stomatique, le contraire se produit, le potassium est transporté hors des cellules, ce qui entraîne l’écoulement de l’eau vers l’extérieur, modifiant la turgescence cellulaire et, par conséquent, le rétrécissement du pore et sa fermeture. Le stress est la principale cause de la fermeture stomatique car, dans cette situation, la plante synthétise de l’acide abscissique (ABA), une phytohormone connue pour son action dans la régulation des processus clés du développement de la plante et son adaptation aux stress biotique et abiotique. Les plantes font face au stress hydrique, dû à la sécheresse ou à la salinité, par la fermeture des stomates, évitant ainsi les pertes d’eau inutiles. Au niveau physiologique, l’acide abscissique généré (ABA) signale la fermeture stomatique en se liant à des récepteurs protéiques situés à la surface des membranes plasmiques des cellules de garde, activant des messagers secondaires tels que ROS, oxyde nitrique, Ca2 +, qui stimulent le canal ionique, et qui induisent enfin la sortie d’eau des cellules. C’est ce qui fait que les cellules perdent finalement la turgescence et ferment les stomates. De cette manière, la plante est capable de maintenir son hydratation, empêchant ainsi la perte d’eau, jusqu’à ce que le signal de stress diminue. A ce moment, le signal ABA et son effet sur la fermeture stomatique cessent. Pour rappel, la fermeture stomatique liée à des situations de stress affecte négativement le développement de la plante, modifiant la photosynthèse ainsi que le transport de l’eau et des hormones. Le déséquilibre hormonal qui en résulte entraîne un arrêt de la croissance. Dans les cas sévères, il peut même entraîner une importante perte de production et de qualité des fruits.

Effet de l’éthylène dans la perturbation de l’équilibre hormonal des plantes

Les hormones végétales affectent pratiquement tous les aspects de la croissance des plantes. La compréhension du fonctionnement des hormones et de la manière dont elles peuvent être manipulées permet de surmonter un nombre des facteurs de stress qui limitent le cycle naturel de la croissance des plantes et de l’expression des gènes. Les hormones végétales sont présentes à différents niveaux, à différents stades de développement végétal. Elles doivent être disponibles en quantité suffisante tout au long du cycle de vie de la plante pour maximiser l’expression des gènes. Dans une situation de stress, en plus de l’hormone acide abscissique expliqué plus haut, la plante synthétise une hormone appelée Ethylène. Il s’agit d’un gaz produit dans les cellules pour réguler le mouvement des hormones. L’éthylène se présente sous deux formes :

1- éthylène Régulier (ou Physio-

logique) pour contrôler le mouvement des Auxines provenant de plusieurs cellules de la plante. Sans l’éthylène, tout le mouvement de l’aliment serait dirigé vers les nouveaux tissus méristématiques apicaux avec très peu de mouvement vers les racines (tissus de stockage) ou les fruits en développement. Il signale la maturité reproductive et commence la floraison et la fructification. Il augmente à mesure que la plante vieillit pour commencer le processus de maturation. Il stimule l’augmentation de l’acide abscissique pour transporter les tissus (graines, fruits et tissus de stockage) à la dormance. Cela facilite la sénescence (la mort des vieilles cellules), ce qui améliore la durée de conservation des parties récoltées de la plante.

2- éthylène pour le stress : Il est produit dans des situations de stress comme un signal pour la plante pour synthétiser les protéines protectrices pour aider à surmonter le stress modéré. En excès, l’éthylène dû au stress provoque une sénescence prématurée et la mort cellulaire. En effet, en cas d’excès, l’éthylène et ABA influencent considérablement la synthèse des autres hormones de croissance à savoir les auxines, cytokinines et les gibbérellines.