L'étude des réactions des plantes aux facteurs de stress environnementaux est essentielle pour une agriculture durable
De nouvelles recherches sur la réponse moléculaire des plantes aux stimuli mécaniques apportent un éclairage nouveau sur leur réaction aux facteurs de stress environnementaux et sur leur développement.
Une équipe de chercheurs suédois a apporté un nouvel éclairage sur les mécanismes moléculaires liés aux réactions des plantes face à des facteurs de stress environnementaux, tels que le toucher, la taille ou les infections.
Les scientifiques ont étudié le fonctionnement interne de ces réactions et le comportement qui en résulte chez la plante, découvrant ainsi de nouveaux facteurs génétiques cruciaux susceptibles d'influencer les rendements agricoles.
« Nous avons identifié une voie de signalisation totalement nouvelle qui contrôle la réponse d’une plante au contact physique et au toucher. La recherche d’autres voies se poursuit désormais.»
L'équipe de l'université de Lund a réaffirmé que les plantes réagissent à des stimuli mécaniques afin de mieux faire face à des menaces environnementales spécifiques.
L'étude publiée dans Science Advances explique que « la stimulation mécanique déclenche des changements rapides dans l'expression des gènes et affecte l'apparence de la plante (thigmomorphogenèse) et la floraison ».
Voir aussi : Un climatologue de la NASA remporte le Prix mondial de l'alimentationLa thigmomorphogenèse est générée par une stimulation répétée et s'accompagne de modifications significatives de la morphologie de la plante, telles que le nanisme, l'épaississement de la moelle, l'altération des propriétés mécaniques de la tige, un retard de floraison, une meilleure résistance d'ancrage des racines et une réduction de l'ouverture des stomates.
Ces changements tendent à améliorer la capacité des plantes à résister aux vents violents et à renforcer leur réponse aux infections. De plus, ces changements pourraient renforcer la résilience au froid, à la salinité ou à la sécheresse.
Ces nouvelles recherches, ainsi que quelques autres études explorant des réactions végétales similaires, contribuent à enrichir les connaissances sur des mécanismes que les scientifiques estiment essentiels pour améliorer les techniques agricoles.
« La mécano-stimulation suscite de plus en plus d’intérêt en tant que méthode potentielle pour des pratiques agricoles durables visant à améliorer la sécurité alimentaire », ont écrit les chercheurs.
« Cependant, la réponse des plantes à la stimulation mécanique est très complexe, car elle dépend de l’intensité de la charge mécanique et de la fréquence des expositions », ont-ils ajouté. « Il est impératif de comprendre le mécanisme moléculaire de la mécano-perception et de la thigmomorphogenèse chez les plantes pour appliquer cette méthode à l’agriculture à grande échelle. »
Des recherches antérieures ont identifié des mécanismes moléculaires liés à la mécano-perception des plantes. D’autres études ont mis en évidence la relation importante entre l’acide jasmonique et la signalisation tactile.
« Malgré de nombreuses années de recherche sur la manière dont les réponses transcriptionnelles à la stimulation mécanique chez les plantes sont contrôlées, seuls quelques régulateurs ont été identifiés et validés de manière cohérente », ont écrit les chercheurs.
« Ici, nous avons utilisé la génétique inverse pour caractériser plus en détail les mécanismes moléculaires sous-jacents à la signalisation tactile », ont-ils ajouté.
Par exemple, Olivier Van Aken, biologiste à l’université de Lund, a déclaré au magazine ScienceAlert : « Nous avons soumis la plante Arabidopsis thaliana à un léger brossage, après quoi des milliers de gènes ont été activés et des hormones de stress ont été libérées. Nous avons ensuite utilisé le criblage génétique pour identifier les gènes responsables de ce processus. »
Selon son collègue Essam Darwish, les résultats de l’étude « résolvent un mystère scientifique qui échappait aux biologistes moléculaires du monde entier depuis 30 ans ».
« Nous avons identifié une voie de signalisation totalement nouvelle qui contrôle la réponse d’une plante au contact physique et au toucher », a-t-il ajouté. « La recherche d’autres voies se poursuit désormais. »
Les chercheurs estiment qu’une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’agriculture mondiale, alors que le changement climatique et les conflits menacent la sécurité alimentaire dans de nombreuses régions.
« Compte tenu des conditions météorologiques extrêmes et des infections par des agents pathogènes auxquelles conduit le changement climatique, il est de la plus haute importance de trouver de nouvelles façons écologiquement responsables d’améliorer la productivité et la résistance des cultures », a conclu Van Aken.