L’eau est une ressource vitale pour l’agriculture. En raison des hausses de températures et des sécheresses, cette ressource devient cependant de plus en plus rare. Cela réduit grandement les rendements des cultures et affecte leur qualité. Néanmoins, certaines plantes parviennent à s’adapter aux changements climatiques. D’ailleurs, leurs méthodes d’adaptation peuvent évoluer selon les conditions auxquelles ces espèces végétales sont confrontées. En cas de sécheresse, leur système racinaire produit de la subérine endodermique, un polymère lipidique hydrofuge empêchant l’eau de s’écouler vers les feuilles, où le processus d’évaporation est plus rapide.
En l’absence de ce biopolymère, la perte d’eau importante fragilise les plantes par temps chaud et sec. Chez certaines plantes telles que les tomates, la subérine est sécrétée par des cellules exodermiques localisées sous la peau des racines (plutôt que par des cellules endodermiques). Sa fonction principale est inconnue jusqu’à présent. Mais grâce à cette nouvelle étude, il a été démontré que la subérine exodermique assure également ce rôle de régulateur d’eau pendant les saisons chaudes et sèches. Le point sur ce travail de recherche.
En quoi consiste exactement cette découverte ?
Ce groupe de chercheurs de l’Université de Californie a combiné des procédés classiques et avancés pour analyser simultanément ce qui se passe dans une cellule individuelle et dans l’ensemble de la plante. Selon le professeur Siobhan Brady, l’équipe a passé « de l’infiniment petit à l’infiniment grand ». Tout d’abord, elle a identifié tous les gènes actifs au niveau des cellules exodermiques des racines. Ensuite, elle a modifié génétiquement des cellules afin de créer des souches mutantes de tomates, qui ne contiennent pas des versions fonctionnelles de nombreux gènes susceptibles d’être impliqués dans le processus de production de subérine exodermique. Ces méthodes ont ainsi permis à ces scientifiques de découvrir sept gènes essentiels à la formation de ce polymère lipidique.
Quel est le rôle de la subérine exodermique ?
Des études antérieures ont déjà déterminé le rôle de la subérine produite par les cellules endodermiques qui tapissent les vaisseaux des racines de certaines espèces végétales. Mais celui de la subérine exodermique n’est connu qu’aujourd’hui grâce à cette nouvelle recherche. En effet, les chercheurs ont placé des plants de tomates mutants dans un endroit sec pendant dix jours. Lors de ces expériences, ils ont été attirés par deux gènes en particulier : SIASFT et SIMYB92. Le premier est une enzyme qui entre en jeu dans la production de subérine. Le second constitue, en revanche, un facteur de transcription contrôlant l’expression d’autres gènes impliqués dans la formation de ce biopolymère.
Comment les gènes découverts agissent-ils ?
Selon ces scientifiques, les expériences ont montré que les gènes SIASFT et SIMYB92 sont impliqués dans la production de la subérine exodermique. Sans eux, les tomates résistent moins au stress hydrique. En les arrosant, les plantes modifiées génétiquement avaient poussé comme des plantes normales. Mais après dix jours sans eau, elles étaient largement plus fanées. D’après Siobhan Brady, dans les deux cas de mutations de ces gènes, les plantes sont incapables de répondre aux conditions de sécheresse. Leur résistance au manque d’eau est moins élevée.
L’équipe de recherche a démontré le potentiel de la subérine exodermique en serre. Lors de ses prochains travaux, elle prévoit d’examiner la capacité de ce biopolymère à protéger les tomates dans un champ. En somme, cette découverte pourrait être appliquée pour essayer d’augmenter la tolérance des tomates face à la sécheresse. Par ailleurs, elle pourrait être utilisée afin de concevoir des cultures plus résistantes au stress hydrique. Plus d’informations : Nature.com. Que pensez-vous de cette étude ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .