Pendant les périodes de sécheresse, les plantes utilisent une molécule de signalisation qui, chez les animaux, est connue pour limiter leur perte en eau.
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Les plantes se souviennent de la sécheresse

Selon une récente étude, les plantes utilisent la molécule de signalisation GABA (acide gamma-aminobutyrique) pour se souvenir du degré de sécheresse d’une journée. Chez les animaux, cette molécule de signalisation est connue pour limiter leur perte en eau.

Pendant les périodes de sécheresse, les plantes utilisent une molécule de signalisation qui, chez les animaux, est connue pour limiter leur perte en eau. Cette molécule constitue, pour eux, une sorte de mémoire du degré de sécheresse de la journée. Telles sont les conclusions d’une étude réalisée par des chercheurs de l’université Julius-Maximilians (JMU) de Wurtzbourg, Allemagne, et de l’université d’Adélaïde, Australie. L’étude a été publiée le 29 mars 2021 dans la revue Nature Communications.

« Il y a plus de 35 ans que j’essaie de comprendre comment les plantes arrivent à réguler leur équilibre hydrique. Découvrir un mode totalement nouveau et inattendu d’économiser l’eau est certainement une des découvertes les plus surprenantes de ma vie, » déclare le professeur Rainer Hedrich, phytologue et biophysicien de l’université JMU et co-auteur de l’étude. 

La quantité d’acide gamma-aminobutyrique (GABA) – mémoire du stress hydrique


La publication indique que les plantes utilisent la molécule de signalisation GABA pour mémoriser le degré de sécheresse d’une journée. Plus le temps est sec, plus il s’accumule d’acide GABA dans le tissu de la plante pendant la journée. Et le lendemain matin, la quantité de GABA détermine dans quelle mesure les pores des feuilles s’ouvrent plus ou moins. Le degré d’ouverture de ces pores peut limiter la perte d’eau.

La molécule de signalisation GABA est également présente chez l’animal et chez l’homme où elle est alors une substance messagère du système nerveux. Les plantes n’ont ni cellules nerveuses ni cerveau. Et pourtant on sait aujourd’hui qu’elles contiennent du GABA pour lequel un lien a été établi avec des processus rappelant ceux de la mémoire.

Rainer Hedrich cite un autre lien : la mémoire à court terme qu’utilise une plante carnivore, la dionée attrape-mouche, pour compter le nombre de fois que sa proie la touche, dépend du niveau de calcium dans la cellule. Et c’est ce niveau de calcium qui régule la biosynthèse enzymatique du GABA dans les plantes.

Faible besoin d’eau, forte résistance à la sécheresse


L’effet du GABA a été démontré dans diverses plantes cultivées, comme l’explique le professeur Matthew Gilliham, de l’université d’Adélaïde, et co-auteur de l’étude : « Sous l’influence du GABA, l’orge, la fève et le soja, par exemple, ferment les pores de leurs feuilles. » Les plantes de laboratoire, qui produisent plus de GABA en raison de mutations, réagissent également de la même façon. Lors d’expériences, ces mutants ont besoin de moins d’eau et survivent plus longtemps à la sécheresse. 

Les chercheurs connaissent, chez les plantes, d’autres substances de signalisation qui entraînent la fermeture des pores des feuilles. Mais le GABA s’appuie sur un mécanisme d’action complètement différent, comme l’explique l’auteur principal de la publication, le docteur Bo Xu, du centre d’excellence du conseil de recherche australien en biologie énergétique des plantes (Australian Research Council Centre of Excellence in Plant Energy Biology).

Pour demain, des plantes tolérantes à la sécheresse


La connaissance des mécanismes d’économie d’eau et de la tolérance des plantes prend de plus en plus d’importance en période de changement climatique. Depuis des années déjà, l’accroissement des températures et de la sécheresse affecte de nombreuses cultures. Les ressources en eau de la planète pouvant être utilisées dans l’agriculture sont également menacées. Il est donc probable que l’humanité dépendra de plus en plus de nouvelles variétés qui offrent de bons rendements avec aussi peu d’eau que possible.

(idw/université de Wurtzbourg /wi)

Publication:
GABA signalling modulates stomatal opening to enhance plant water use efficiency and drought resilience, Nature Communications, 29 mars 2021, libre accès :
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21694-3

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