Cienciaes.com : Plantes résistantes à la salinité et à la sécheresse. Nous avons parlé avec José Miguel Mulet.

La population mondiale dépasse déjà les 7 800 millions de personnes, une multitude qui a besoin de nourriture dont la production rencontre de très graves problèmes. Le changement climatique induit par l’augmentation de la température moyenne de la planète provoque des sécheresses prolongées dans de nombreux endroits et la surexploitation des sols cultivés augmente la teneur en sel du sol, une salinité qui empêche la croissance correcte des plantes.

Face à ces défis, comme le dit notre invité à Hablando con Científicos, le professeur de biotechnologie à la Université polytechnique de Valence, José Miguel Mulet, la solution la plus appropriée est de pratiquer une agriculture plus efficace. Bien sûr, il n’y a pas de solutions faciles. Beaucoup de choses peuvent être tentées : améliorer les systèmes de culture, mieux utiliser l’eau disponible en optimisant les systèmes d’irrigation, mieux gérer les sols, etc. Une possibilité, sur laquelle travaille Mulet dans le Institut de Biologie Cellulaire et Moléculaire Végétaleconsiste à obtenir des variétés de plantes cultivées plus résistantes à la sécheresse et à la salinité des sols.

La rareté de l’eau et la salinité du sol sont des problèmes qui vont de pair, car l’excès de sel retient plus d’eau et l’extrait de la plante, la rendant plus sèche. Logiquement, ces plantes qui vivent dans des sols arides et secs ont développé différentes stratégies pour survivre. Pendant les périodes humides, ils se développent très rapidement et génèrent des graines en peu de temps. Les graines peuvent alors rester en terre pendant de longues périodes de sécheresse jusqu’à ce qu’une nouvelle pluie les fasse germer. Le cas le plus extrême de ce comportement a lieu dans le désert d’Atacama (Chili) et est connu sous le nom de “désert fleuri” car, après plusieurs années de sécheresse absolue, quand il pleut enfin, il y a une explosion de fleurs qui recouvrent le sol. .

Logiquement, cette stratégie ne peut pas être appliquée aux plantes cultivées car, comme nous le savons tous, elles ont un cycle de vie plus long et ont besoin de beaucoup d’eau pour fructifier. Cependant, toutes les plantes développent des stratégies pour lutter contre le déficit hydrique et le travail de José Miguel Mulet et de son équipe consiste à détecter les modifications génétiques qui se produisent lorsque la plante est en situation de sécheresse ou d’excès de salinité. De cette manière, il sera possible de développer des stratégies permettant de choisir les variétés les plus résistantes.

Cette démarche d’investigation doit se faire d’abord sur des organismes modèles, c’est-à-dire certains organismes chez lesquels la biologie moléculaire est plus facile à étudier. Un organisme modèle unicellulaire est la levure, bien adaptée à ces études car face à la dessiccation, elle possède des mécanismes moléculaires très proches de ceux des plantes. De este modelo unicelular, los investigadores pasan a una planta modelo que se llama Arabidopsis thaliana, una planta de pequeño porte, ciclo vital corto y fácil de cultivar que hace las veces de “cobaya vegetal” en los estudios de plantas y cuyo genoma se conoce à la perfection. Des études chez Arabidopsis ont permis de découvrir quels sont les principaux gènes liés à la sécheresse et de décrire plus ou moins leur fonctionnement.

Les connaissances acquises dans la génétique d’Arabidopsis constituent la base qui a permis à Mulet et à ses collaborateurs de la IBMCP sauter le pas vers un légume très utilisé : le brocoli. L’étude s’inscrit dans le cadre du projet d’obtention et de caractérisation de nouvelles variétés biotechnologiques de brocoli tolérantes à la salinité et à la sécheresse, financé en collaboration avec la société SAKATA spécialisé dans ce légume.

Des études révèlent que lorsque le brocoli est en situation de sécheresse, la plante réagit et se défend en générant davantage de molécules capables de retenir l’eau et, parmi elles, les acides aminés essentiels, c’est-à-dire ceux dont notre corps a besoin pour consommer dans l’alimentation car vous ne pouvez pas les synthétiser. Ainsi, en soumettant la plante à des cycles de séchage courts, elle devient plus résistante et riche en nutriments. Lorsque la plante est soumise à un excès de sel, les études ont révélé que les variétés les plus résistantes étaient celles capables d’obtenir plus d’énergie dans leurs cellules.

Au cours du projet, les chercheurs ont étudié et comparé les génomes de variétés sensibles et résistantes à la sécheresse et à la salinité. L’étude de leurs génomes a permis de détecter quels gènes étaient actifs dans des conditions de privation d’eau ou d’excès de sel. Cette connaissance est importante mais elle ne suffit pas, dit Mulet, la machinerie cellulaire est très complexe et, comme dans une voiture, le fonctionnement d’un système est toujours conditionné par son maillon le plus faible. Ainsi, même si une plante contient plusieurs copies d’un gène, augmenter le nombre de gènes peut ne pas suffire, car il existe entre eux un facteur limitant qui contrôle le fonctionnement de l’ensemble.

Une fois les gènes et les molécules distinctifs des variétés tolérantes identifiés, les connaissances permettent de choisir plus rapidement les plantes qui se comporteront le mieux dans des conditions de sécheresse ou d’excès de salinité. De cette façon, de longues périodes d’essais au champ sont évitées, ce qui raccourcit la période de temps nécessaire pour qu’une variété arrive sur le marché.

Ces plantes ont l’avantage que la génétique a été utilisée comme outil pour détecter les meilleures variétés, mais leur génome n’a pas été modifié par l’ajout de gènes étrangers, comme c’est le cas pour les plantes transgéniques.

José Miguel Mulet Il est aussi un grand vulgarisateur de la science, auteur du Blog Tomates avec des gènesauteur de la chronique science non romanesque dans El País Semanal et des livres comme manger sans crainte, médecine sans tromperie, Qu’est-ce qu’une vie saine ? y Qu’est-ce qu’une alimentation saine ?