Réponses de germination à l'eau de fumée, au KAR1 et au glycéronitrile
Réponses de germination à l'eau de fumée, au KAR1 et au glycéronitrile

Certaines plantes vivent dans des environnements où le feu est un ennemi fréquent de la survie. Sauf si vous êtes assez grand pour dépasser le risque d'incendie avec une écorce dure comme Séquoia, la réponse évidente est de rester en dormance dans le sol jusqu'à ce que le feu soit passé, laissant utilement beaucoup de bons nutriments disponibles pour la germination des graines. Mais si vous êtes enfoui dans le sol, vous devez savoir quand vient le moment de la germination avant de vous faire concurrencer par des espèces plus rapides.

En 1990, de Lange et Boucher ont rapporté la découverte historique que la fumée d'aérosol et l'eau de fumée aqueuse pouvaient favoriser la germination de Audouinia capitata, une espèce rare d'Afrique du Sud. Par la suite, il a été démontré que la fumée favorisait la germination de nombreuses autres espèces, dont beaucoup étaient auparavant difficiles à faire germer. La germination stimulée par la fumée a des implications importantes pour l'horticulture, le contrôle des mauvaises herbes, la conservation et la restauration de l'habitat. Beaucoup d'efforts se sont concentrés sur la détermination du ou des produits chimiques dans la fumée responsables de la stimulation de la germination.

Le karrikinolide (KAR1, ou 3-méthyl-2H-furo[2,3-c]pyran-2-one si vous préférez) était autrefois considéré par certains comme le seul produit chimique responsable de toute germination stimulée par la fumée. Tersonia cyathiflora, un feu éphémère australien avec une exigence obligatoire de germination de la fumée, ne réagit pas aux produits chimiques de fumée connus tels que KAR1. La plupart des espèces apparentées sont des éphémères de feu qui germent principalement après le feu, souvent en grand nombre, et ne vivent que quelques années, persistant ensuite sous forme de graines dans la banque de graines du sol jusqu'à un feu ultérieur. En plus de T.cyathiflora, d'autres éphémères de feu dans le Gyrostémonacées, dont des Gyrostémon racemiger et G. ramulosus, germent en réponse à la fumée après une période d'enfouissement. Cependant, la réponse de Gyrostémon semences à KAR1 n'avaient pas encore été testées auparavant. Stimulation de la germination de T.cyathiflora par l'eau de fumée d'origine végétale, mais pas KAR1, suggère qu'il peut y avoir d'autres produits chimiques dans l'eau de fumée qui favorisent la germination de certaines espèces. Le glycéronitrile (2,3-dihydroxypropanenitrile) a été récemment isolé de l'eau de fumée et stimule la germination d'un certain nombre d'espèces, dont diverses Anigozanthos spp. qui ne répondent pas non plus à KAR1. Ce produit chimique contient de l'azote en plus du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, et il est proposé de fonctionner en libérant du cyanure.

Une nouvelle recherche publiée dans Annals of Botany testé si les graines de Gyrostémon racemiger et G. ramulosus répondre à l'eau de fumée d'origine végétale et/ou au KAR1 ; et, deuxièmement, si les graines de G. Racemiger ont été stimulés pour germer par du glycéronitrile ou des oxydes d'azote. Les résultats montrent que ces espèces répondent à l'eau de fumée mais pas au KAR1 ni au glycéronitrile. Cependant, la fabrication d'eau de fumée en brûlant uniquement de la cellulose a montré que la germination est stimulée par un composé composé uniquement de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. La question de savoir si la réponse de germination stimulée par la fumée est un trait ancien ou résulte d'une évolution convergente a été débattue. La fumée et la réactivité KAR1 sont phylogénétiquement répandues, ce qui donne un certain soutien à ce qu'il s'agit d'un trait ancien.

Comparaison des réponses de germination d'Anigozanthos flavidus (Haemodoraceae), Gyrostemon racemiger et Gyrostemon ramulosus (Gyrostemonaceae) à l'eau de fumée et aux composés dérivés de la fumée, le karrikinolide (KAR1) et le glycéronitrile. (2013) Annals of Botany 111 (3): 489-497.
Abstract
Le 3-méthyl-2H-furo[2,3-c]pyran-2-one (karrikinolide, KAR1) est un important produit chimique favorisant la germination dans l'eau de fumée. Cependant, toutes les espèces qui germent en réponse à l'eau de fumée ne réagissent pas à KAR1, telles que Tersonia cyathiflora (Gyrostémonacées). Dans cette étude, un test a été effectué pour savoir si deux Gyrostémon espèces (Gyrostémonacées) dont il a été démontré précédemment qu'ils réagissent à l'eau de fumée, répondent à KAR1. Sinon, le produit chimique dérivé de la fumée qui stimule la germination de ces espèces est actuellement inconnu. Récemment, le glycéronitrile a été isolé de l'eau de fumée et a favorisé la germination de certains Anigozanthos espèces (Hémorracées). Si ce produit chimique favorise Gyrostémon racemiger la germination est également examinée. En outre, une enquête a été menée pour déterminer si ces espèces germent en réponse à l'eau de fumée dérivée de la combustion de la cellulose seule. Gyrostémon racemiger et G. ramulosus les graines ont été enterrées après la collecte et récupérées à l'automne de l'année suivante lorsque la dormance a été atténuée et que les graines sont devenues sensibles à l'eau de fumée. Anigozanthos flavidus les graines ont été mûries à 35 ° C pour atténuer la dormance. Gyrostémon et Anigozanthos les graines ont ensuite été testées avec de l'eau de fumée 'Seed Starter', du KAR1, du glycéronitrile et de l'eau de fumée dérivée de la cellulose. Bien que Gyrostémon racemiger, G. ramulosus et A. flavidus ont toutes été stimulées pour germer par l'eau de fumée de 'Seed Starter', aucune de ces espèces n'a répondu à KAR1. Gyrostémon racemiger la germination n'a pas été favorisée par le glycéronitrile. Ceci est en contraste avec A. flavidus, où le glycéronitrile, à des concentrations de 1 à 500 µM, a favorisé la germination, bien que la croissance des semis ait été inhibée à ≥ 400 µM. Maximum A. flavidus la germination s'est produite à des concentrations de glycéronitrile de 25 à 300 µM. Quelques Gyrostémon la germination a été favorisée par l'eau de fumée dérivée de la cellulose. Le KAR1 et le glycéronitrile, des substances chimiques contenues dans l'eau de fumée qui sont connues pour stimuler la germination chez d'autres espèces, n'ont pas favorisé la germination de G. Racemiger. Cela suggère que d'autres produits chimiques qui favorisent la germination sont présents dans la fumée et peuvent provenir de la seule combustion de la cellulose.

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