Des scientifiques ont découvert un mécanisme moléculaire rapide qui permet aux racines des plantes de détecter les sols secs et de réorienter leur croissance pour trouver de l’eau. Cette découverte pourrait contribuer à développer des cultures plus résistantes à la sécheresse et faire face aux enjeux futurs de sécurité alimentaire.
Les racines s’étendent en général vers les zones humides pour y puiser l’eau et les nutriments. Mais lorsqu’une racine en croissance perd le contact avec un sol humide, elle interrompt temporairement la formation de ramifications latérales. Ce comportement permet à la plante de concentrer ses ressources vers les zones où l’eau est plus accessible.
Dans une étude dirigée par l’Université de Nottingham, en collaboration avec l’Université de Durham, les chercheurs ont identifié un mécanisme de signalisation rapide qui permet aux racines de détecter et de réagir aux conditions de sécheresse. L’étude, publiée dans Science, montre que cette réponse est déclenchée par une augmentation rapide d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) au niveau des extrémités des racines. Ces ROS agissent comme des signaux de stress indiquant que la racine a pénétré une zone sèche.
L’équipe a observé que les ROS interagissent avec une protéine spécifique et une hormone qui régulent la croissance de la plante. Cette protéine agit comme un interrupteur moléculaire, intégrant les signaux de stress de l’environnement avec les signaux hormonaux pour modifier l’architecture des racines.
« C’est un mécanisme rapide et efficace qui permet aux plantes de détecter le stress hydrique et de réagir presque immédiatement, leur permettant ainsi de conserver leurs ressources et d’optimiser la croissance des racines selon leur environnement », explique Dr Poonam Mehra, responsable de la recherche à l’Université de Nottingham.
« Cette étude montre comment une seule protéine peut agir comme un capteur très réactif, reliant la perception du stress à des décisions de croissance », ajoute le professeur Malcolm Bennett. « Elle ouvre des perspectives prometteuses pour concevoir des cultures mieux adaptées aux environnements pauvres en eau. »
Cette étude a été réalisée en partenariat avec sept autres institutions au Royaume-Uni et en Europe, en combinant biologie moléculaire, biologie structurale et technologies d’imagerie avancée.