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Des chercheurs découvrent un module de régulation hormonale pour l’allongement des racines – ScienceDaily

by Nouvelles

A l’avenir, les productions végétales agricoles devront se débrouiller avec de moins en moins de fertilisation azotée. L’objectif doit donc être d’augmenter l’efficacité d’utilisation de l’azote afin que les niveaux de rendement puissent être maintenus stables. Les plantes réagissent à une légère carence en azote en allongeant leurs racines latérales. De cette façon, plus d’azote peut être absorbé qu’auparavant. Des chercheurs de l’IPK Leibniz Institute ont maintenant découvert un module de régulation hormonale qui médie les processus moléculaires de cette adaptation. Les brassinostéroïdes et les auxines y jouent un rôle central. Les résultats ont été publiés dans la revue Communication Nature.

Il est essentiel que les plantes soient capables d’adapter leur structure racinaire aux changements du sol. S’il y a un léger manque d’azote, de nombreuses plantes allongent leurs racines latérales. L’hormone auxine joue un rôle important dans la formation des racines. Lorsque l’apport d’azote est adéquat, suffisamment d’auxine est transportée de la pousse aux racines pour qu’elles se développent. “Cependant, s’il y a un manque modéré d’azote, l’auxine dérivée des pousses n’est pas suffisante pour l’adaptation, ainsi la biosynthèse locale de l’auxine est fortement améliorée dans la pointe de la racine”, explique le professeur Nicolaus von Wirén, chef du département de Physiologie et biologie cellulaire à l’Institut IPK Leibniz.

Mais il ne s’agit pas seulement d’auxine, les brassinostéroïdes ont également une fonction importante dans ce processus. Ils sont davantage synthétisés en cas de carence azotée légère et sont transmis comme un signal favorisant la croissance. “Ce signal est à son tour nécessaire pour induire les deux gènes TAA1 et YUCCA8 dans les racines”, explique le Dr Zhongtao Jia, premier auteur de l’étude. “De ce fait, la formation d’auxine est contrôlée et régulée en fonction de la demande en azote respective. En fin de compte, l’allongement des racines latérales est ainsi augmenté.”

« Dans notre étude, nous avons ainsi découvert un module de régulation hormonale. Ce qui est nouveau, c’est que nous pouvons hiérarchiser les hormones, c’est-à-dire que les brassinostéroïdes sont en amont de l’auxine dans ce processus », explique le Pr Nicolaus von Wirén. Mais pas seulement : les scientifiques de l’IPK ont également découvert des variations alléliques dans le gène YUCCA lors de leurs recherches sur la plante modèle Arabidopsis. « Ceux-ci sont liés au fait que certaines accessions naturelles (lignées d’une certaine origine géographique) présentent un allongement plus important des racines latérales que d’autres lorsqu’elles sont cultivées sous une légère carence en azote. »

Le prochain défi consiste à utiliser ces résultats pour une amélioration génétique supplémentaire des plantes cultivées, par exemple en développant des marqueurs génétiques ou en éditant des gènes à l’aide de la technologie CRISPR/Cas. “Nous nous attendons également à de telles différences entre les lignées individuelles dans les accessions d’orge ou de blé dans notre banque de gènes”, déclare le professeur Nicolaus von Wirén. En outre, les chercheurs de l’IPK souhaitent étudier comment les plantes peuvent mesurer leur état nutritionnel interne en azote et quels facteurs pourraient jouer un rôle dans le processus d’allongement des racines avant même que les brassinostéroïdes n’entrent en jeu.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Institut Leibniz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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