Bientôt des cultures résistantes à la sécheresse ?

14 juillet 2020 à 17h17
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En réalisant une modification génétique, des chercheurs sont parvenus à donner à l’Arabette de Thalius (plante à fleurs d’origine européenne) des qualités similaires à celles des plantes succulentes désertiques : elle est ainsi capable de stocker plus d’eau et donc de survivre à des conditions arides. Les scientifiques espèrent étendre cette innovation aux cultures agricoles.

Publiée dans la revue The Plant Journal, cette découverte repose sur le transfert du gène VvCEB1, présent naturellement chez le raisin, qui permet l’agrandissement des cellules du fruit au cours de son développement. L’équipe scientifique est issue du Département des sciences végétales appliquées de l’Université nationale de Kangwon (Corée du Sud) et du Département de biochimie et de biologie moléculaire de l’Université du Nevada (USA).

Les résultats obtenus par les chercheurs

Après des années de tentatives, les scientifiques sont enfin parvenus à reproduire le gène VvCEB1 dans l’Arabette de Thalius (Arabidopsis thaliana), une plante fréquemment utilisée dans le cadre de recherches génétiques. Leur expérience a consisté à sur-exprimer ce gène au point de conduire la plante à développer des cellules beaucoup plus grandes que d’ordinaire, qui soient capables de stocker des quantités d’eau importantes.

Ce faisant, ils ont donné à l’Arabette une caractéristique similaire aux plantes succulentes , qui peuvent survivre dans des milieux arides sur une longue période. Avec cette modification génétique, l’Arabette de Thalius est devenue capable de résister à des conditions de vie extrêmement sèches, et même de tolérer des sols riches en sel !

En exposant les plants génétiquement modifiés à des conditions de sécheresse intenses, plus de 90 % de ceux-ci ont non seulement survécu, mais ont continué à prospérer et à croître comme si de rien n’était. À titre de comparaison, moins de 25 % des plants (non modifiés) témoins ont survécu à ces mêmes conditions.

Comment expliquer ce phénomène ?

La surexpression du gène a offert l’Arabette de Thalius la possibilité de se doter de cellules plus grandes, agissant comme une « sorte de réservoir » en cas de besoin. Dès lors, la plante exprimant le VvCEB1 peut retenir plus d’eau, et devenir plus tolérante au sel, probablement parce que des cellules plus grandes et plus aqueuses aident la plante à diluer le sel absorbé par les sols salins, expliquent les scientifiques.

Mais ce n’est pas tout ! Les chercheurs ont fait une autre découverte : en plus d’avoir des cellules plus grandes, l’Arabette modifiée avait également des stomates (les pores des plantes via lesquels l’eau transpire vers l’extérieur dans des conditions sèches) moins nombreux et plus petits sur ses feuilles, par rapport à la normale. C'est ce qui l’a aidé à perdre son eau plus lentement, et donc a la conserver enfermée plus longtemps.

Reproduire l’expérience sur d’autres cultures

Concevoir des plantes plus tolérantes à la sécheresse et plus adaptées à une forte salinité n’est pas anodin dans le contexte de réchauffement climatique actuel. La capacité à stocker l’eau est même un trait essentiel pour que les végétaux survivent aux fortes chaleurs et à la réduction des apports en eau. En outre, cela pourrait permettre de les faire pousser dans des zones considérées jusqu’ici comme impropres aux cultures.

Pourtant, l’idée de transférer les gènes responsables de cette caractéristique est restée largement inexplorée jusqu'ici. Les chercheurs entendent changer cela rapidement, et se fixent comme objectif prioritaire d’intégrer leur découverte à d’autres cultures.

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