De nouvelles recherches identifient pour la première fois les gènes qui aident les plantes à pousser dans des conditions stressantes, avec des implications pour la production de cultures vivrières plus durables face au changement climatique mondial.
Dirigée par l’Université d’East Anglia (UEA), l’étude révèle les gènes qui permettent aux plantes de fabriquer une nouvelle molécule anti-stress appelée diméthylsulfoniopropionate, ou DMSP. Il montre que la plupart des plantes produisent du DMSP, mais qu’une production élevée de DMSP permet aux plantes de pousser sur la côte, par exemple dans des conditions salées.
La recherche montre également que les plantes peuvent être cultivées dans d’autres conditions stressantes, telles que la sécheresse, lorsqu’elles sont complétées par du DMSP ou que des plantes sont créées pour produire leur propre DMSP. Une telle approche peut être particulièrement bénéfique dans les sols pauvres en azote pour améliorer la productivité agricole.
Il s’agit de la première étude visant à décrire les gènes que les plantes utilisent pour produire du DMSP, à identifier pourquoi les plantes fabriquent cette molécule et à découvrir que le DMSP peut être utilisé pour améliorer la tolérance au stress des plantes. Les résultats sont publiés aujourd’hui dans la revue Communications naturelles.
Le professeur Jon Todd, de l’École des sciences biologiques de l’UEA, a déclaré : « De manière passionnante, notre étude montre que la plupart des plantes fabriquent le composé anti-stress DMSP, mais que l’herbe des marais salés Spartina est spéciale en raison des niveaux élevés qu’elle accumule. parce que les marais salants de Spartina sont des points chauds mondiaux pour la production de DMSP et pour la génération de diméthylsulfure de gaz refroidissant le climat grâce à l’action de microbes qui décomposent le DMSP.
L’auteur principal, le Dr Ben Miller, également de l’École des sciences biologiques de l’UEA, a ajouté : « Cette découverte fournit une compréhension fondamentale de la manière dont les plantes tolèrent le stress et offre des pistes prometteuses pour améliorer la tolérance des cultures à la salinité et à la sécheresse, ce qui est important pour améliorer la durabilité agricole. face au changement climatique mondial. »
L’équipe de recherche comprenait des scientifiques de l’École des sciences biologiques, de l’École de chimie, de pharmacie et de pharmacologie de l’UEA et de l’Université océanique de Chine.
Ils ont étudié une espèce de spartine des marais salants, la Spartana anglica, qui produit des niveaux élevés de DMSP et ont comparé ses gènes avec ceux d’autres plantes qui produisent la molécule, mais principalement à de faibles concentrations.
Beaucoup de ces espèces à faible accumulation de DMSP sont des plantes cultivées qui couvrent de vastes zones au Royaume-Uni, comme l’orge et le blé.
Les chercheurs ont identifié trois enzymes impliquées dans la production de haut niveau de DMSP chez Spartina anglica. Le DMSP joue un rôle crucial dans la protection contre le stress et fait partie intégrante du cycle mondial du carbone et du soufre, ainsi que de la production de gaz à effet climatique.
Les écosystèmes des marais salés, en particulier ceux dominés par la spartine spartiate, sont des points chauds pour la production de DMSP, car ces plantes sont capables de synthétiser des concentrations inhabituellement élevées du composé.
Plus d’informations :
L’élucidation des gènes de synthèse du diméthylsulfoniopropionate de Spartina permet l’ingénierie de plantes tolérantes au stress, Communications naturelles (2024).