La hausse des températures affecte les plantes et l’agriculture et le réchauffement du climat peut entraîner des sécheresses plus fréquentes. Il est donc important d’en savoir plus sur la façon dont les plantes s’adaptent à la sécheresse.
Une nouvelle recherche de la NTNU (Norwegian University of Science and Technology) permet de comprendre comment les plantes résistent à la sécheresse.
Thorsten Hamann, professeur au département de biologie de la NTNU explique les résultats obtenus :
Facteurs qui influent sur l’adaptation
Deux facteurs clés influencent la capacité des plantes à résister au stress de la sécheresse :
- Les parois cellulaires rigides qui entourent les cellules végétales leur donnent un soutien structurel et réduisent la perte d’eau lorsque les plantes sont exposées à la sécheresse.
- L’acide abscissique, la phytohormone modulant la pression de turgescence, permettant aux plantes de réguler l’adaptation à la sécheresse.
Bien que les parois cellulaires des plantes et l’acide abscissique soient essentiels à la vie végétale, très peu de choses sont connues sur les processus qui activent la production d’acide abscissique et régulent la rigidité des parois cellulaires.
Une technologie émergente appliquée
Le groupe de recherche a examiné deux plantes modèles, Arabidopsis thaliana et le petit pois (Pisum sativum).
Les plantes modèles sont des espèces végétales qui, pour diverses raisons, sont couramment utilisées dans les expérimentations et peuvent donc donner des résultats comparables entre différents projets de recherche. Une autre raison importante de leur utilisation est que les cellules des plantes modèles passent par un cycle de vie complet en seulement neuf semaines, ce qui permet de réaliser des expériences plus rapidement.
Les chercheurs ont adapté la spectroscopie Brillouin à leurs expériences, une technique de microscopie couramment utilisée en technologie des matériaux, mais qu’ils ont pu adapter à leur objectif.
Cette technique a permis d’étudier les infimes fluctuations à l’intérieur des cellules végétales qui influencent la rigidité de la paroi cellulaire et les processus qui la régulent.
Bonne nouvelle pour l’agriculture
Le composant moléculaire qui a été identifié est nécessaire pour moduler non seulement la rigidité de la paroi cellulaire, mais aussi la production d’acide abscissique.
Ce composant moléculaire est appelé THE1 ou Theseus1. À l’origine, il a été découvert chez le cresson de Virginie, l’une des espèces que le groupe de recherche a également étudiées.
Illustration : NTNU
Les chercheurs ont constaté que la présence de parois cellulaires intactes et fonctionnelles est nécessaire pour qu’il y ait production d’acide abscissique (ABA). Sans parois cellulaires entières, la capacité d’adaptation des plantes ne fonctionne pas. Il est important de le savoir.
Ils montrent que le capteur d’intégrité de la paroi cellulaire THESEUS1 module les propriétés mécaniques des parois, le point de perte de turgescence, la biosynthèse de l’ABA et les processus contrôlés par l’ABA.
THE1 serait responsable de la coordination des changements de la pression de turgescence et de la rigidité de la paroi cellulaire.
Ces résultats fournissent de nouvelles informations mécanistiques sur les processus responsables de l’adaptation des plantes à un environnement changeant et à la sécheresse. Ils pourraient également constituer une bonne nouvelle pour l’agriculture s’ils peuvent aider à cultiver des plantes capables de mieux résister à la sécheresse.
Source : NTNU
