De nouvelles stratégies pour sauver la céréale la plus indispensable au monde
Des connaissances génétiques aident le riz à survivre à la sécheresse et aux inondations
Les plantes - elles sont comme nous, avec des techniques uniques pour gérer le stress. Pour sauver l'une des cultures les plus importantes de la planète des variations climatiques extrêmes, les scientifiques établissent une carte des stratégies de gestion du stress des plantes.
Photo by Pierre Bamin on Unsplash
Une équipe dirigée par UC Riverside a appris ce qui arrive aux racines des plants de riz lorsqu'elles sont confrontées à deux types de scénarios stressants : trop d'eau ou pas assez. Ces observations constituent la base de nouvelles stratégies de protection.
"Cette culture est la principale source de calories pour plus de 45 % de l'humanité, mais ses récoltes sont en danger", a déclaré Julia Bailey-Serres, généticienne à l'UCR et responsable de l'étude. "Aux États-Unis, les inondations rivalisent avec les sécheresses en termes de dommages causés aux récoltes des agriculteurs chaque année".
S'il est possible pour le riz de prospérer dans des sols inondés, les plantes ont un rendement moindre ou même meurent si l'eau est trop profonde pendant trop longtemps. Ce travail a simulé des inondations prolongées de cinq jours ou plus, dans lesquelles les plantes étaient complètement submergées. Ils ont également simulé des conditions de sécheresse.
Les chercheurs ont notamment examiné la réaction des racines à ces deux types de conditions, car les racines sont les premières à réagir de manière invisible aux stress liés aux inondations et à la sécheresse.
Leurs travaux sont décrits dans un nouvel article publié dans la revue Developmental Cell.
L'une des principales découvertes concerne une substance ressemblant à du liège, la subérine, qui est produite par les racines du riz en réponse au stress. Elle aide à se protéger des inondations et de la sécheresse.
"La subérine est une molécule lipidique qui aide l'eau aspirée par les racines à atteindre les pousses et l'oxygène des pousses à atteindre les racines", a expliqué Mme Bailey-Serres. "Si nous renforçons la capacité de la plante à créer de la subérine, le riz a de meilleures chances de survie dans toutes sortes de conditions météorologiques."
Les chercheurs ont pu identifier un réseau de gènes qui contrôlent la production de subérine et peuvent utiliser ces informations pour l'édition de gènes ou la sélection.
"La compréhension de la subérine est particulièrement passionnante car elle n'est pas susceptible d'être décomposée par les microbes du sol, de sorte que le carbone que la plante met dans les molécules de subérine dans les racines est piégé dans le sol", a déclaré Alex Borowsky, biologiste informatique de l'UCR et coauteur de l'étude.
"Cela signifie que l'augmentation de la subérine pourrait aider à lutter contre le changement climatique en retirant et en stockant le carbone de l'atmosphère."
Les chercheurs ont également identifié les gènes contrôlant certains des autres comportements du riz face au stress.
"L'une de nos découvertes intéressantes est que lorsque les plants de riz sont immergés dans l'eau, le cycle de croissance des cellules racinaires s'interrompt, puis reprend peu après que les pousses ont accès à l'air", a déclaré Bailey-Serres.
À l'avenir, l'équipe de recherche prévoit de tester comment la modification de ces réponses au stress peut rendre la plante plus résistante aux conditions humides et sèches.
"Maintenant que nous comprenons ces réponses, nous disposons d'une feuille de route pour apporter des modifications ciblées au génome du riz, ce qui permettra d'obtenir une plante plus tolérante au stress", a déclaré Bailey-Serres.
Bien que les fortes pluies et les sécheresses constituent des menaces croissantes, Mme Bailey-Serres espère que les nouvelles technologies génétiques permettront d'accroître la résilience du riz avant qu'il ne soit trop tard.
"Avec la modification du génome, le fait que nous puissions apporter un changement minuscule mais ciblé et protéger une plante contre les maladies est incroyable. Bien que nos cultures soient menacées, les nouvelles technologies nous donnent des raisons d'espérer", a déclaré Mme Bailey-Serres.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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