Des plantes plus tolérantes contre la sécheresse grâce au vinaigre

Les chercheurs rapportent la découverte que des plantes possèdent un processus biologique qui peut produire de l’acétate pendant la sécheresse. L’acétate est le principal composant du vinaigre.


Les effets de plusieurs acides organiques sur des plantes pour tester leur tolérance contre la sécheresse. De gauche à droite, de l'eau, du HC1 (acide chlorhydrique), de l'acide acétique (vinaigre), de l'acide butanoïque, de l'acide lactique et de l'acide citrique. Notez que seules les plantes avec de l'acide acétique (vinaigre) ont survécu - Crédit : RIKEN
Les effets de plusieurs acides organiques sur des plantes pour tester leur tolérance contre la sécheresse. De gauche à droite, de l'eau, du HC1 (acide chlorhydrique), de l'acide acétique (vinaigre), de l'acide butanoïque, de l'acide lactique et de l'acide citrique. Notez que seules les plantes avec de l'acide acétique (vinaigre) ont survécu - Crédit : RIKEN

Les chercheurs du Centre RIKEN pour la science des ressources durables (CSRS) ont découvert une nouvelle méthode assez simple pour augmenter la tolérance à la sécheresse chez de nombreuses plantes. Publiée dans Nature Plants, l’étude rapporte la découverte d’un nouveau processus biologique qui est activée en période de sécheresse. En analysant les détails de ce processus, les scientifiques ont pu induire une plus grande tolérance contre la sécheresse en cultivant simplement des plantes dans du .

Menée par Jong-Myong Kim et Motoaki Seki du RIKEN CSRS, l’étude a commencé avec la découverte de nouveaux mutants d’ (arabette des dames) qui possédaient une forte tolérance à la sécheresse même si on ignorait les raisons de cette résistance. Ces plantes possèdent une mutation sur une enzyme appelée HDA6 (histone deacetylase6) et le premier objectif de l’étude était de déterminer la manière dont cette mutation permet aux plantes de se développer normalement dans des conditions sévères et prolongées de sécheresse.

Kim et Seki rapportent que cette étude a conduit à plusieurs découvertes importantes. Non seulement ils ont découvert que l’application externe de vinaigre peut améliorer la tolérance à la sécheresse dans la plante d’Arabidopsis, mais ils ont également constaté que ce processus biologique est régulé épigénétiquement et il est conservé dans les cultures communes telles que le maïs, le riz et le blé. En gros, le processus qui permet à l’Arabidopsis de résister à la sécheresse est également présent chez les plantes qui font partie de notre .

Les tests initiaux dans les Arabidopsis normaux dans des conditions de sécheresse ont montré que l’expression génomique de hda6 était associée à l’activation du processus biologique qui produit de l’acétate qui est le principal composant du vinaigre. Dans les plantes mutées, les chercheurs ont constaté que dans les mêmes conditions, ce processus a subi une activation plus importante et les plantes ont produit de plus grandes quantités d’acétate. Une analyse plus poussée a montré que l’activité de l’enzyme HDA6 fonctionne comme un commutateur qui contrôle le type de voie métabolique. Normalement, les plantes dégradent le sucre pour l’énergie, mais en période de sécheresse, elles activent le commutateur qui permet de produire l’acétate.

L’équipe a ensuite mesuré les niveaux d’acétate dans des plantes normales et elle a constaté que la quantité d’acétate produite par les plantes pendant la sécheresse était directement associée à leur survie. Pour le confirmer, ils ont testé des plantes avec des mutations dans 2 des gènes découverts dans la biosynthèse de l’acétate. Les résultats ont montré que ces plantes produisaient moins d’acétate et qu’elles étaient plus sensibles à la sécheresse que les plantes normales.

Ces résultats ont prédit que l’augmentation de la quantité d’acétate dans les plantes pourrait les aider à survivre à la sécheresse. L’équipe a testé cette hypothèse en cultivant des plantes normales dans des conditions de sécheresse et en les traitant avec de l’acide acétique, d’autres acides organiques ou de l’eau. Ils ont constaté qu’après 14 jours, plus de 70 % des plantes traitées avec de l’acide acétique avaient survécu tandis que toutes les autres plantes étaient mortes.

Les scientifiques ont cartographié l’ensemble de la voie de signalisation à partir du commutateur HDA6 et ils ont compris que cette voie était fortement conservée dans différentes espèces de plantes. Ils ont effectué la même expérience que celle décrite ci-dessus et ils ont constaté que la tolérance à la sécheresse augmentait également dans le riz, le blé et le maïs lorsque les plantes étaient cultivées dans des concentrations optimales d’acide acétique.

Kim note l’importance de cette découverte. Même si les technologies transgéniques peuvent être utilisées pour créer des plantes plus tolérantes à la sécheresse, nous devons également développer des technologies simples et moins coûteuses, car les plantes génétiquement modifiées ne sont pas disponibles dans tous les pays. Nous espérons que l’application externe de l’acétate aux plantes soit utile, simple et moins coûteuse pour améliorer la tolérance à la sécheresse dans une variété de plantes.

Source : Nature Plants (http://dx.doi.org/10.1038/nplants.2017.97)

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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