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Étudier les réactions des plantes aux facteurs de stress environnementaux essentiels à une agriculture durable

Jun. 2, 2022
Paolo De Andreis

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Une équipe de chercheurs en Suède a acquis de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires associés aux réactions des plantes aux facteurs de stress environnementaux, tels que le toucher, élagage ou infection.

Les scientifiques ont exploré le fonctionnement interne de ces réactions et le comportement résultant de la plante, découvrant de nouveaux facteurs génétiques cruciaux qui pourraient avoir un impact sur les rendements des cultures.

Nous avons identifié une toute nouvelle voie de signalisation qui contrôle la réponse d'une plante au contact physique et au toucher. Maintenant, la recherche de plus de chemins continue.- Essam Darwish, chercheur, Université de Lund

L'équipe de l'Université de Lund a répété que les plantes réagissent aux stimuli mécaniques pour mieux faire face aux menaces environnementales spécifiques.

La solution étude publié dans Science Advances a expliqué que "la stimulation mécanique déclenche des changements rapides dans l'expression des gènes et affecte l'apparence des plantes (thigmomorphogenèse) et la floraison.

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La thigmomorphogenèse est générée par des stimulations répétées et comprend des modifications importantes de la morphologie de la plante, telles que le nanisme, la moelle, des propriétés mécaniques altérées de la tige, une floraison retardée, une meilleure force d'ancrage des racines et une ouverture stomatique réduite.

De tels changements ont tendance à améliorer la capacité des plantes à résister aux vents violents et à améliorer leur réponse à l'infection. De plus, ces changements pourraient renforcer la résilience au froid, à la salinité ou à la sécheresse.

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La nouvelle recherche et quelques autres études explorant des réactions végétales similaires contribuent à une connaissance croissante des mécanismes qui, selon les scientifiques, pourraient être cruciaux pour améliorer les techniques agricoles.

"La mécanostimulation a attiré l'attention en tant que méthode potentielle de pratiques agricoles durables pour 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. "Comprendre le mécanisme moléculaire de la mécanoperception et de la thigmomorphogenèse des plantes est impératif pour appliquer cette méthode à l'agriculture à grande échelle.

Des recherches antérieures ont identifié des mécanismes moléculaires liés à la mécanoperception des plantes. D'autres études ont noté la relation importante entre l'acide jasmonique et la signalisation tactile.

"Malgré de nombreuses années de recherche sur la façon dont les réponses transcriptionnelles à la stimulation mécanique chez les plantes sont contrôlées, seuls quelques régulateurs ont été identifiés et systématiquement validés », ont écrit les chercheurs.

"Ici, nous avons utilisé la génétique inverse pour caractériser davantage 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 exposé l'arabette à un brossage doux, après quoi des milliers de gènes ont été activés et des hormones de stress ont été libérées. Nous avons ensuite utilisé le dépistage génétique pour trouver les gènes responsables de ce processus.

Selon son collègue Essam Darwish, les résultats de l'étude "résoudre un mystère scientifique qui a échappé aux biologistes moléculaires du monde pendant 30 ans.

"Nous avons identifié une toute nouvelle voie de signalisation qui contrôle la réponse d'une plante au contact physique et au toucher », a-t-il ajouté. "Maintenant, la recherche de plus de chemins continue.

Les chercheurs pensent qu'une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait apporter de nouvelles opportunités pour l'agriculture mondiale, avec changement climatique et les conflits menaçant la sécurité alimentaire dans de nombreuses régions.

"Compte tenu du conditions météorologiques extrêmes et les infections pathogènes que le changement climatique entraîne, 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.



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