Cours : La nutrition azotée chez les végétaux

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Introduction

Comme la nutrition carbonée, l’azote est également très important dans le fonctionnement des plantes. L’azote organique se trouve dans les acides nucléiques, protéines, cofacteurs, ATP, certain pigments, avec leur hétérocycle azoté. Il y a des composés secondaires, les alcaloïdes, qui sont des dérivés des composés azotés, et qui servent à défendre la plante. Les plus connus : Morphine, Héroïne, cocaïne, caféine etc… L’azote minéral se trouve dans le sol sous forme de nitrate (NO3-) et d’ammonium (NH4+). L’azote minéral se trouve également dans l’atmosphère en grande quantité (80%) sous forme de N2 pouvant être oxydé en N2O (Protoxyde d’azote). Les végétaux sont autotrophes pour le carbone, ils sont donc capable de transformer la matière minéral en matière organique. Ils sont, pour la plupart, également autotrophe pour l’azote.

L’absorption de l’azote minéral

Mise en évidence des besoins azotés d’une plante

Comment se rend-t-on compte, qualitativement et quantitativement, du besoin en azote des plantes ? Deux façons sont possibles, soit en détruisant la plante, soit en la gardant intacte. On peut transformer toute la matière organique de la plante en matière minérale en la brulant. On peut ainsi mesurer l’azote minéral. On peut également utiliser l’hydroponie. On place la plante sur un substrat inerte (ex : laine de roche, perlite, bille d’argile…). On met en place un système d’irrigation avec une solution nutritive adéquate. L’humidification du substrat doit être constante, d’où l’utilisation d’un programme avec des pompes permettant des irrigations régulières. De cette façon, on peut priver la solution nutritive d’azote et observer les effets sur la plante. On constate alors un nanisme, des chloroses (décoloration des feuilles), sénescence plus rapide. On peut aussi quantifier l’azote absorbé en faisant un suivi de la concentration en azote dans la solution nutritive.

Absorption des ions

Comment les ions rentrent dans la plante ? Et ou vont-ils ?

Localisation

L’expérience présentée montre la partie responsable de l’absorption, qui est la région riche en poil absorbant. On constate que principalement deux types d’ions azotés sont absorbés : NH4+ (ammonium) NO3- (Nitrate)

Mécanisme actif

Le transport des composés azotés se fait du milieu à la plante par deux étapes

1ère étape diffusive, ou constitutive, l’azote rentre de façon constante, en petite quantité. 2ème étape inductible, le transport est régulé (cela s’observe quand on injecte un inhibiteur de transcription), surement par une protéine qui joue un rôle inhibiteur. Ainsi, par la transcription, la plante peut augmenter la transcription, ce qui augmente le nombre de protéine, ce qui donc, augmente l’absorption. Lorsque l’on a purifié cette protéine, on a trouvé plusieurs types de transporteurs : Les HATS (High Affinity Transport System).Transporteur à forte affinité, ils transportent les NO3- même à faible concentration. Ces transporteurs sont plus sensibles à la température. Les LATS (Low Affinity Transport System). Transporteur à faible affinité, qui fonctionne avec de forte concentration en NO3- . Ces deux types de transporteurs existent aussi bien pour NO3- que NH4+. Autour de la racine, on constate que le pH augmente (alcalinisation) quand est NO3- absorbé

On pense que les ions NO3- rentrent en même temps que les ions H+, ce qui fait ainsi augmenter le pH du milieu. Ce symport (Transport de deux molécules de charge différente qui vont dans le même compartiment) implique qu’il faut rejeter ces H+ absorbés. Les ATPase consommeraient ainsi de l’ATP pour faire sortir des H+ afin de rétablir le gradient de protons.

Transport des ions de la racine au xylème

 NO3- Exporté directement dans le xylème Réduit sur place par la nitrate réductase, puis par la nitrite réductase. Cette réduction permettra l’utilisation de l’azote pour la formation d’acides aminés. Accumulé dans la vacuole, pour un simple équilibre avec le cytosol, ou bien permettre la concentration en ions dans la cellule, créant ainsi une pression osmotique impliquant l’entrée d’eau dans la cellule. → Le NO3- va circuler de manière symplasmique, par l’intermédiaire des plasmodesmes, et ce par différents gradients de concentration. NH4+ Il ne partira pas vers le xylème, mais sera utilisé directement sur place.


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Florent


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Commentaires
  • Homme
    rendub
    le 29 Mar
    Bonjour, dans le cadre d'un TIPE sur la symbiose, il me serai intéressant de savoir comment injecter un apport d'azote de concentration connue. C'est pourquoi j'aurais préféré avoir accès aux documents. Néanmoins, si quelqu'un connait des expériences ou méthodes permettant la réalisation de mon projet, merci de me le signaler! Merci
  • Femme
    délph
    le 04 Dec
    Bonjour, je recherche un document sur les expérience historiques qui ont mis en évidence l'absorption de l'azote par les racines, quelqu'un pourrait-il m'aider?
    Il est vraiment dommage que cet article ne comporte pas les documents...
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