02.12.2022 - Boyce Thompson Institute

Trouver des gènes pour aider les fruits à s'adapter aux sécheresses

Les tomates s'adaptent à la sécheresse : Gènes identifiés

Comme le changement climatique devrait entraîner des périodes de sécheresse plus fréquentes, les chercheurs s'efforcent de faire des découvertes susceptibles d'aider les plantes à s'adapter à un stress hydrique prolongé.

Des chercheurs du Boyce Thompson Institute et de l'université Cornell ont réalisé la première étude à fournir une image complète des changements d'expression des gènes en réponse au stress hydrique chez un fruit - la tomate, Solanum lycopersicum - identifiant les gènes qui pourraient aider les sélectionneurs de plantes à développer des fruits capables de faire face aux conditions de sécheresse.

Publiés dans le numéro de décembre de Plant Physiology, les travaux ont été dirigés par l'équipe de recherche de Carmen Catalá, professeur adjoint au BTI et chercheur associé principal à la School of Integrative Plant Science (SIPS) de Cornell. Les chercheurs qui ont collaboré à ces travaux sont Jocelyn Rose, professeur à la SIPS, et les professeurs de l'ITB Jim Giovannoni, Zhangjun Fei et Lukas Mueller, qui sont également professeurs adjoints à la SIPS.

"Nous avons identifié un certain nombre de gènes qui sont impliqués dans la réponse au stress hydrique dans le fruit de la tomate", a déclaré Catalá. "Nous pouvons maintenant commencer à sélectionner des gènes candidats qui pourraient aider les sélectionneurs à développer des fruits capables de s'adapter aux conditions de sécheresse, et pas seulement les tomates, mais aussi les raisins, les pommes et les fruits charnus en général. C'est une application potentielle à long terme de ces données."

Les chercheurs ont examiné l'expression des gènes dans les feuilles de tomates et dans six organes fruitiers (péricarpe, placenta, septum, columelle, gelée et graines) à deux moments différents (fruits en croissance et fruits mûrs) et dans quatre conditions de stress hydrique différentes (aucune, légère, intermédiaire et forte).

Les chercheurs ont constaté que chacun des tissus de l'organe du fruit évoluait de manière unique au fil du temps.

"Moins de 1 % des gènes exprimés qui ont été affectés par le stress hydrique étaient partagés entre les six tissus du fruit, et plus de 50 % des gènes affectés étaient spécifiques à un seul tissu", a déclaré Catala.

Contrairement aux effets négatifs de la sécheresse, qui déclenche des troubles physiologiques et la perte de fruits, certains effets positifs sont associés à la sécheresse - du moins à une sécheresse légère.

Par exemple, les chercheurs ont constaté que le stress hydrique augmente la quantité de lycopène dans les fruits mûrs. Le lycopène est un antioxydant qui présente des avantages avérés pour la santé. Les fruits soumis au stress hydrique présentaient également des niveaux plus élevés de biosynthèse de l'amidon, ce qui pourrait donner des tomates plus sucrées.

Les chercheurs ont également découvert qu'ils pouvaient "entraîner" les tomates à être plus résistantes aux futures sécheresses.

"Lorsque nous avons semé les graines des plantes traitées, nous avons constaté que les plantules des tomates stressées se rétablissaient mieux du stress hydrique que les plantules des tomates témoins", a déclaré Philippe Nicolas, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Catalá et premier auteur de l'article.

Nicolas a ajouté qu'ils ont identifié plusieurs gènes dont l'expression est induite par le stress hydrique dans les graines matures, ce qui pourrait jouer un rôle important dans la transmission de la tolérance au stress hydrique à la prochaine génération de plantes.

L'étude a été difficile à plusieurs égards, car les chercheurs se sont intéressés à des fruits. La plupart des études sur les réactions des plantes au stress de la sécheresse portent sur les racines et les feuilles des semis, car elles sont relativement faciles à étudier.

"Il est relativement facile de stresser les semis, mais si vous stressez trop les plantes, elles ne fleuriront pas et ne développeront pas de fruits", a déclaré Catalá. "De plus, lorsque vous voulez étudier les fruits, vous devez cultiver des plantes adultes, ce qui prend plus de temps, d'espace et de ressources globales."

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.

Faits, contextes, dossiers
  • graines
  • expression des gènes