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L'eau, si précieuse...

Des plantes résistantes à la sécheresse

Le 25 juin 2010 – Les plantes, comme les êtres humains, ont des mécanismes qui leur permettent de s'adapter à des conditions extrêmes. Lorsqu'une plante subit un stress environnemental, elle altère son taux d'acide abscissique (ABA), une hormone qui déclenche des réactions aux circonstances défavorables. En cas de sécheresse, l'ABA fait se refermer les stomates, de petits pores sur les feuilles, afin de conserver l'humidité à l'intérieur. On sait qu'en manipulant la réaction d'une plante à l'ABA on obtient un spécimen plus résistant à la sécheresse, mais la façon dont ce processus se produit a longtemps été un mystère pour les scientifiques. Toutefois, cela vient de changer.

Peter McCourt, titulaire de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG en biotechnologie des plantes à la University of Toronto, fait partie d'une équipe internationale qui a identifié le gène clé récepteur de l'ABA, ce qui les rapproche du moment où ils pourront répondre à une question que les chercheurs tentent de résoudre depuis plus de 20 ans.

Un récepteur est une molécule protéique dans une cellule à laquelle s'attachent d'autres molécules de signalisation. Il agit comme un entraîneur donnant des instructions aux joueurs, qui sont ensuite exécutées dans la cellule pour obtenir le résultat désiré. Déterminer le récepteur qui perçoit l'ABA et déclenche la protection contre la sécheresse correspondait à trouver le Saint-Graal qui permettrait aux chercheurs de comprendre tout le processus.

Il s'avère qu'il y a 13 récepteurs de l'ABA. Si on en retire un, les 12 restants compensent, ce pourquoi il a été très difficile pour les chercheurs de déterminer s'ils venaient d'en découvrir un. L'équipe a abordé ce problème de façon novatrice en utilisant une technique appelée génomique chimique. Les chercheurs ont examiné des milliers de produits chimiques pour déterminer s'ils provoquaient une réaction semblable à celle de l'ABA dans leur plante modèle, Arabidopsis thaliana, ce qui a fini par les mener à une molécule appelée pyrabactin. Contrairement à l'ABA, le pyrabactin s'attache à un seul des 13 récepteurs, ce qui a permis à l'équipe de chercheurs d'isoler la molécule protéique particulière et le gène qui le code. À partir de cette référence, les chercheurs ont pu se fonder sur les similitudes pour trouver les 12 récepteurs restants.

M. McCourt et son équipe à la University of Toronto font des recherches sur la manipulation de l'ABA depuis des années. En collaboration avec la société canadienne Performance Plants Inc., ils ont mis au point une technologie qui a apporté de bons résultats dans les champs de divers pays. Leurs travaux sont présentés dans le cadre d'une exposition sur la génétique au musée des sciences et de l'industrie de Chicago.

Tout ce dur travail représente un grand pas vers la production de plantes résistantes à la sécheresse. Le pyrabactin influe principalement sur la germination, qui n'est que l'une des diverses fonctions de l'ABA. M. McCourt et ses collègues internationaux continuent donc d'examiner des produits chimiques pour en trouver un qui déclenche une réaction de protection. L'identification de ce composé pourrait permettre d'élaborer un produit de pulvérisation pour les plantes qui améliorerait leur défense contre la sécheresse.

« L'identification de nouveaux produits chimiques comme le pyrabactin pourrait avoir une profonde incidence sur la façon dont nous cultivons nos terres tant dans les pays en développement que dans les pays industrialisés », affirme M. McCourt.

Cette découverte permettrait un jour de trouver des solutions à d'importants problèmes mondiaux. Comme le changement climatique accroît la probabilité de sécheresse pour les agriculteurs, le fait d'avoir des cultures pouvant résister à des périodes de sécheresse assurerait une stabilité financière à ceux qui se demandent s'ils connaîtront une saison record ou s'ils auront de la difficulté à produire. La stabilisation du rendement des cultures permettrait également d'accroître la production alimentaire et de réduire les prix. Avec un système d'irrigation, les cultures pourraient théoriquement pousser dans les régions sèches du monde où l'agriculture durable n'est pas possible à l'heure actuelle. Et ce qui est le plus passionnant, grâce à des taux d'ABA contrôlés, tout cela pourrait être réalisé en utilisant moins d'eau, ce qui nous permettrait ainsi de conserver la plus précieuse ressource du monde.

Avec des plantes résistantes à la sécheresse, il se peut fort bien que certains des plus importants problèmes au monde perdent bientôt du terrain plutôt que de miner les champs des agriculteurs.