Ils décrivent comment les stomates des feuilles des plantes s'ouvrent et se ferment dans des conditions de stress environnemental.

Un groupe de chercheurs espagnols a participé à des recherches grâce auxquelles il a été possible d'identifier un mécanisme capable de adaptation des installations de contrôletant aux températures élevées qu'aux sécheresses, en étudiant les stomates des feuilles.

Une équipe internationale à laquelle a participé l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire des Plantes (IBMCP), centre commun du CSIC et de l'Université Politècnica de València, a identifié un mécanisme par lequel les plantes s'adaptent à situations de stress environnemental conflictuellescomme le manque d'eau et les températures élevées.

Importance des stomates dans les feuilles des plantes

C'est un mécanisme moléculaire complexe qui régule l'ouverture et la fermeture des stomatesles pores que les plantes ont à la surface des feuilles, qui s'ouvrent pour refroidir la plante en cas de chaleur excessive ou se ferment pour éviter la perte d'eau en cas de sécheresse. La connaissance de ce système nous permettra d'obtenir des cultures plus résistantes aux situations de stress environnemental telles que celles générées par le changement climatique.

Les plantes sont simultanément soumises à différentes situations de stress environnemental, telles que la sécheresse et les températures élevées. Alors que les températures élevées provoquent l'ouverture du stomates pour refroidir la feuille avec de la transpirationla sécheresse induit la fermeture de celles-ci pour réduire les pertes en eau

Dans ces situations, maintenir une température optimale des feuilles et éviter une perte excessive d’eau sont essentiels pour une bonne performance des plantes. Ceci est réglé par l'ouverture et la fermeture du les stomates, grâce à un mécanisme moléculaire d’accélération et de freinage, qui optimise les échanges gazeux avec l’environnement.

« Les mécanismes de les stomates qui intègrent ces signaux contradictoires « Lorsque des températures élevées et des sécheresses surviennent, elles sont encore inconnues », reconnaît Pedro Rodríguez, professeur-chercheur CSIC à l'IBMCP qui participe à l'étude publiée dans la revue Nature Plants, dans laquelle ils approfondissent la connaissance des bases moléculaires qui permettent l'adaptation. . de la plante à des signaux contradictoires simultanés.

Les travaux, menés par le centre VIB de biologie des systèmes végétaux de l'université de Gand (Belgique), identifient une protéine appelée TOT3 qui régule l'activité du moteur cellulaire principal pour l'ouverture des stomates, la pompe à protons ou AHA. Une pompe à protons est une protéine capable de déplacer des protons à travers la membrane d'une cellule.

Conditions défavorables et cultures plus résistantes

« TOT3 favorise l’ouverture de stomates en cas de températures élevées, pour refroidir la feuille, en activant les AHA », explique le chercheur du CSIC.  » D'une autre manière, nous avons trouvé la protéine OST1, un acteur clé dans la fermeture stomates en situation de sécheresse. Quand les deux stress environnementaux coïncidentOST1 inactive directement TOT3, donnant la primauté à la conservation de l'eau sur la régulation de la température des feuilles », décrit Rodríguez.

Selon les auteurs, il s'agit de la première description moléculaire d'un axe de signalisation permettant d'harmoniser l'ouverture et la fermeture de stomates en fonction du condition environnementale dominanteou s'il existe des signaux contradictoires concernant le stomates.

« Comprendre comment les plantes interprètent différents signaux environnementaux pour optimiser leur adaptation offre la possibilité d'accroître la résilience des plantes cultivées aux conditions défavorables, telles que celles produites dans le contexte actuel de changement climatique», avance le chercheur.

L'Institut de biologie moléculaire et cellulaire des plantes a collaboré à l'étude internationale qui décrit comment les cellules s'ouvrent et se ferment. stomates des feuilles quand les conditions environnementales sont extrêmes et leur causer une certaine forme de stress.