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Partie 3: Quelles longueurs d’onde absorbent les anthocyanes et les bétalaïnes?

Afin de choisir la meilleure lumière pour la croissance de vos plantes, il est essentiel de comprendre quelles longueurs d’onde de lumière sont nécessaires pour la croissance normale des plantes. Les plantes sont des experts pour capturer l’énergie lumineuse et la convertir en sucres grâce au processus de photosynthèse. La première étape de la photosynthèse est l’absorption de la lumière par des molécules spécialisées appelées pigments qui se trouvent dans les cellules végétales. En plus des pigments, les plantes ont un certain nombre d’autres molécules de récepteurs de lumière connues sous le nom de photorécepteurs. Nous explorerons la gamme et la fonction des principaux pigments végétaux et photorécepteurs et identifierons les longueurs d’onde de la lumière à laquelle ils absorbent et répondent. Cet article, qui couvrira les anthocyanines et les bétalaïnes est le troisième d’une série en 4 parties.

Mots de prudence: un réseau complexe de facteurs contrôlent la croissance et le développement des plantes. Cet article se concentre sur un seul de ces facteurs: le spectre lumineux. Lorsque vous décidez quelles longueurs d’onde de la lumière seront les meilleures pour vos plantes, considérez comment tous les facteurs (intensité de la lumière, température, sol, etc.) interagissent ensemble. Il est également important de se rappeler que la plupart de nos connaissances sur les pigments et les photorécepteurs proviennent d’études avec la plante modèle Arabidopsis (l’équivalent végétal de la souris de laboratoire) et qu’il reste beaucoup à apprendre sur d’autres espèces. Différentes espèces végétales ont des variations dans la composition chimique de leurs pigments et photorécepteurs. Pour cette raison, les pigments et les photorécepteurs de différentes espèces peuvent avoir des pics d’absorption légèrement différents de ceux indiqués ici.

Longueurs d’onde de lumière pour: Anthocyanines et Betalains

Les anthocyanes et les bétalaïnes sont des pigments dont la couleur varie de l’orange au rouge, du violet au bleu. Ce sont ces pigments qui donnent leurs couleurs aux baies, aux betteraves et aux feuilles d’automne. Les anthocyanes se trouvent dans la vacuole des cellules végétales, où la plus grande partie de l’eau est stockée (Figure 1 et 2). Les anthocyanines et les betaliains ne se rencontrent jamais dans la même plante – c’est l’un ou l’autre (mais généralement c’est l’anthocyanine). Les anthocyanes protègent les cellules végétales contre divers stress environnementaux, notamment l’excès de lumière, les carences nutritives et le stress salin. Les anthocyanes peuvent également avoir un effet dissuasif sur les herbivores tels que les pucerons.

Quelles longueurs d’onde de la lumière les anthocyanes et les bétaliens absorbent-ils? Beaucoup de ces pigments absorbent dans les longueurs d’onde jaune, verte, UV-A et UV-B (280-400 et 500-550 nm, Figure 3). Fournir des plantes avec une lumière excessive à ces longueurs d’onde n’améliorera généralement pas la photosynthèse, car les anthocyanines et les bétalaïnes fonctionnent principalement dans une capacité protectrice.

Cependant, comme les carotènes, les anthocyanines et les bétalaïnes peuvent contribuer positivement à l’apparence et aux bienfaits pour la santé des produits végétaux. Pour cette raison, certains producteurs peuvent souhaiter augmenter la teneur en anthocyanes pour donner à la plante une couleur plus violette ou rouge. La modification du spectre lumineux est une méthode d’altération du contenu en anthocyanes dans une plante. Les producteurs peuvent augmenter la teneur en anthocyanes en augmentant les niveaux de lumière totale, ainsi qu’en augmentant les niveaux de lumière verte et UV. L’induction d’un stress sur la plante (comme la sécheresse, la température ou le stress nutritionnel) peut également stimuler la production d’anthocyanine et de bétalaïne.

Figure 1: Chaque cellule végétale contient une grande vacuole qui sert à stocker l’eau, les minéraux et d’autres composés hydrosolubles. La vacuole fonctionne également en empêchant la cellule végétale de s’effondrer sur elle-même.

Figure 2: Les anthocyanines rouges sont stockées dans les vacuoles de ces cellules de pétales d’un pétale de fleur de géranium. La vacuole occupe généralement la plus grande partie de l’espace dans une cellule végétale.

Figure 3: Absorption de la lumière pour divers pigments végétaux et photorécepteurs. La chlorophylle A est le pigment le plus abondant et la chlorophylle B est la deuxième plus abondante. Les xanthophylles (lutéine et vioxanthane) et les carotènes (bêta-carotène) sont les pigments les plus abondants. Les anthocyanes (malvidine, pélargonidine et chrysanthème) et les photorécepteurs (phytochrome) sont également essentiels à la perception de l’environnement par une plante.

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