Les phénomènes météorologiques extrêmes sont en augmentation dans le monde, notamment les sécheresses et les incendies fréquents. Les inondations sont aussi une conséquence évidente du changement climatique. Pour l’agriculture, un champ inondé signifie des pertes importantes : environ 15 % des pertes de récoltes mondiales sont dues aux inondations. Dans le cadre d’une collaboration entre Fribourg, Utrecht aux Pays-Bas et d’autres instituts, le professeur junior Dr. Sjon Hartman du groupe d’excellence CIBSS – Centre d’études de signalisation biologique intégrative de l’Université de Fribourg, a maintenant découvert qu’une molécule de signalisation peut rendre les plantes plus résistantes aux inondations. L’éthylène, une hormone végétale gazeuse, amène la plante à allumer une sorte de système d’alimentation de secours moléculaire qui l’aide à survivre au manque d’oxygène pendant les inondations. L’équipe avait précédemment démontré que l’éthylène envoie un signal à la plante qu’elle est sous l’eau. Le prétraitement des plantes expérimentales avec l’hormone a amélioré leurs chances de survie. Les résultats, parus dans la revue Physiologie végétaledevrait contribuer à lutter contre l’engorgement et les inondations dans l’agriculture et, par exemple, à développer des variétés végétales résistantes.
Suivi des adaptations aux conditions humides
Les espèces végétales diffèrent grandement dans leur capacité à survivre à des périodes d’inondation ou d’engorgement. “Dans le cas des pommes de terre, les racines meurent au bout de deux jours à cause d’un manque d’oxygène. Les plants de riz sont beaucoup plus résistants, capables de survivre toute leur vie dans des rizières gorgées d’eau”, explique Hartman. La Arabidopsis thaliana, organisme modèle pour la recherche sur les plantes, permet d’étudier les gènes et les protéines qui composent cette adaptation. “Les plantes remarquent qu’elles sont entourées d’eau parce que le gaz éthylène, que toutes les cellules végétales produisent, ne peut plus s’échapper dans l’air”, poursuit Hartman. Les chercheurs l’ont montré dans des études antérieures à l’Université d’Utrecht. Les récepteurs de toute la plante répondent ensuite à des concentrations accrues de l’hormone.
Simuler une inondation avec privation d’oxygène
L’équipe a simulé une inondation en plaçant des semis d’Arabidopsis dans une cloche sans lumière ni oxygène. Lorsque les semis ont été préalablement exposés au gaz éthylène, les cellules de l’extrémité des racines ont survécu plus longtemps. Les plantes traitées ont arrêté la croissance des racines et commuté la production d’énergie dans les cellules vers des processus métaboliques sans oxygène. De plus, l’éthylène a permis aux cellules d’être mieux protégées contre les radicaux oxygénés nocifs qui s’accumulent dans les plantes privées d’oxygène. Cela a été révélé par des analyses de l’activité des gènes et de la composition protéique des cellules.
“Pris ensemble, ces réarrangements déclenchés par l’éthylène améliorent la survie des plantes pendant et après l’inondation”, résume Hartman. “En comprenant mieux ces voies de signalisation, nous pouvons apprendre à rendre les cultures plus résistantes aux inondations pour lutter contre le changement climatique.”
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université de Fribourg. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
