L'amorçage thermique améliore la tolérance à la chaleur et le rendement des tomates après des épisodes répétés de stress thermique
Des chercheurs découvrent un gène qui confère aux tomates une « mémoire thermique »
![IGZ / © sevens[+]maltry](https://img.chemie.de/Portal/News/6ae094491a8ba_F_YXloeQM.jpg?tr=n-news_teaser)
Les tomates peuvent s'adapter à des épisodes répétés de stress thermique. Des chercheurs de l’Institut Leibniz des sciences horticoles (IGZ) ont démontré, tant en conditions contrôlées qu’en plein champ, qu’un stress thermique modéré améliore la réponse des plants de tomates à un stress thermique ultérieur et peut augmenter considérablement le rendement en fruits. L’équipe a également identifié des régulateurs moléculaires clés de la mémoire du stress thermique dans une étude publiée dans « The Plant Journal ».
Les températures élevées peuvent nuire considérablement à la croissance et au rendement des cultures, notamment celui de la tomate. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Dr Justyna Olas (IGZ) vient de montrer que les tomates peuvent mieux réagir à un stress thermique ultérieur après avoir été exposées à une chaleur modérée. L’amorçage thermique reprogramme les plantes en réponse à un premier stress thermique modéré, leur permettant de conserver la mémoire de cet événement de stress pendant plusieurs jours et de réagir plus rapidement et plus efficacement à un stress thermique ultérieur.
Les chercheurs ont d’abord étudié des plants de tomates de la variété « Moneymaker » dans des conditions contrôlées. Après une exposition modérée à la chaleur, les plants ont été soumis à un stress thermique sévère et récurrent plusieurs jours plus tard. Alors que les plants n’ayant pas subi de « priming » ont subi des dommages importants, ceux qui avaient été préalablement exposés à une chaleur modérée ont mieux résisté au stress. L’effet protecteur de la « préparation » a duré plus longtemps que chez la plante modèle Arabidopsis thaliana : un effet protecteur mesurable était encore présent après un intervalle de dix jours entre l’exposition initiale à la chaleur et le stress thermique récurrent. Cependant, cet effet a diminué à mesure que la phase de mémoire s’allongeait et n’était plus détectable au bout de 20 jours. L’étude montre donc que la durée de la mémoire thermique varie selon les espèces végétales.
L’effet qui en découle sur la productivité est particulièrement pertinent pour l’horticulture. Dans des conditions contrôlées, les plantes exposées à une chaleur modérée puis soumises à un stress thermique sévère récurrent ont produit, en moyenne, 41 % de fruits en plus que les plantes témoins non soumises à un stress thermique. La masse totale des fruits était également plus élevée, ce qui suggère que les plantes ayant bénéficié d’un « priming » thermique après un stress thermique récurrent ont produit un rendement plus élevé. Les analyses du β-carotène et de la lutéine, marqueurs de qualité, n’ont par ailleurs révélé aucune différence significative, ce qui indique que la qualité des fruits n’est pas affectée.
Cet effet a également été observé dans des conditions environnementales non contrôlées. Lors d’un essai en plein champ mené en 2025 à Großbeeren, les plantes initialement exposées à une chaleur modérée puis soumises à des stress thermiques récurrents ont produit environ 53 % de fruits en plus que les plantes témoins non soumises à un stress thermique. La masse totale des fruits était également plus élevée. Comme la température, la lumière et l’humidité ont varié au cours de l’expérience et que l’essai en plein champ n’a été mené qu’une seule fois, les résultats ne permettent pas encore de tirer des conclusions sur les effets d’un tel traitement dans différentes conditions pratiques. Cependant, les résultats suggèrent que l’« amorçage » thermique pourrait constituer une stratégie prometteuse pour augmenter la production de fruits en plein champ à la suite d’un stress thermique récurrent.
Les chercheurs ont également étudié la réponse des plants de tomates au stress thermique récurrent au niveau moléculaire. Grâce au séquençage de l’ARN du méristème apical de la pousse, ils ont identifié 267 gènes qui ont été particulièrement fortement activés à la suite du premier stress thermique et lors des stress thermiques suivants. Ces gènes dits de « type II » de la mémoire thermique transcriptionnelle comprennent SlBAG6 et SlHSFA2, un facteur de transcription qui joue un rôle central dans la réponse de mémoire thermique.
Chez les plants de tomates modifiés par CRISPR et dépourvus de SlHSFA2 fonctionnel, la capacité à subir une « préparation » thermique était en grande partie perdue. La récupération du méristème apical de la pousse après un stress thermique récurrent était également altérée. Des analyses complémentaires ont montré que SlHSFA2 régule l’activation du gène SlBAG6. De plus, SlHSFA2 interagit avec d’autres facteurs de transcription, les ETHYLENE RESPONSE FACTORs (SlERFs), qui, conjointement avec SlHSFA2, renforcent l’activation de SlBAG6. Lorsque certains SlERFs ont été temporairement inactivés, la tolérance à la chaleur a diminué. Ces résultats mettent donc en évidence un module de régulation impliquant SlHSFA2-SlERF qui contribue à la mémoire thermique transcriptionnelle.
Ces résultats montrent que la mémoire du stress thermique peut également avoir une fonction adaptative chez une culture horticole importante et constituent une base pour la poursuite des recherches sur ce mécanisme, ainsi que pour son utilisation éventuelle dans le développement de tomates résistantes à la chaleur. Cependant, on ne sait pas encore clairement comment la réponse moléculaire de mémoire du stress contribue en fin de compte à l’augmentation du rendement.
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