Une percée biologique qui pourrait être la clé de l’amélioration des cultures
La survie de l’humanité dépend du maintien de certaines ressources de base, notamment les terres fertiles, l’eau douce, l’énergie et la biodiversité. Les modes de consommation non durables menacent notre capacité à nourrir une population humaine croissante, qui devrait atteindre les 9,7 milliards en 2050. «Si nous continuons à utiliser nos ressources naturelles comme nous l’avons fait jusqu’ici, il n’y aura bientôt plus assez de terres arables ni d’eau suffisamment propre pour garantir la survie de tous», explique Ana Marta Pereira, post-doctorante au département des biosciences de l’Université de Milan(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Italie, qui participe au projet EpiAGPs. «Nous devons augmenter le rendement des cultures sans nuire davantage à notre planète.» Il a été démontré que la modification génétique de certaines caractéristiques des cultures permet d’améliorer leur tolérance au stress, leur résistance aux maladies et leur qualité nutritionnelle. L’utilisation de technologies d’édition génétique reste toutefois étroitement contrôlée en Europe, et les organismes génétiquement modifiés (OGM)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) continuent de soulever des préoccupations en matière de santé et d’environnement. «Si nous voulons répondre à la demande croissante de denrées alimentaires, d’aliments pour animaux et de matières premières bioénergétiques, nous devons améliorer notre compréhension des sciences végétales», souligne Ana Marta Pereira. Il s’agit notamment de mieux connaître les processus biologiques qui régissent la reproduction des plantes. Cela pourrait aider les scientifiques à augmenter la productivité des cultures et à obtenir une production de semences de haute qualité grâce à la sélection.
Comprendre la reproduction des plantes
Le projet EpiAGPs, financé par l’UE et entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, visait à étendre nos connaissances en matière de reproduction des végétaux. «Plus précisément, nous cherchions à apporter de nouvelles connaissances sur le rôle d’un groupe spécial de glycoprotéines végétales appelées protéines arabogalactanes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (AGP)», explique Ana Marta Pereira. «Ces glycoprotéines sont connues pour être présentes dans toutes les plantes, et sont impliquées dans plusieurs processus de développement. Notre objectif consistait à étudier le fonctionnement de ces molécules dans le processus de reproduction, et de mieux comprendre comment leur activité est régulée.» Ana Marta Pereira a axé ses recherches sur l’Arabidopsis thaliana, ou arabette de Thalius, une mauvaise herbe du bord des routes. Cette plante partage de nombreux traits avec les cultures communes. L’idée était que les découvertes de Ana Marta Pereira pouvaient facilement être transposées aux cultures, afin d’améliorer la production alimentaire. Une percée importante a été réalisée grâce à l’analyse d’une lignée mutante d’arabette de Thalius qui ne possédait pas une AGP spécifique appelée AGP4/JAGGER. «JAGGER est une AGP nécessaire pour prévenir la polyspermie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (où de multiples spermatozoïdes fusionnent avec l’ovule) au cours de la reproduction d’Arabidopsis», explique Ana Marta Pereira. «L’analyse de cette lignée de plantes nous a fourni une énorme quantité de données sur d’autres molécules qui pourraient également être impliquées dans le processus de reproduction.»
Optimiser les cultures vivrières
Grâce à des études minutieuses comme celle-ci, réalisées dans le cadre du projet, EpiAGPs a pu apporter un nouvel éclairage sur les fonctions de reproduction des AGP présentes dans les plantes. «Nous avons pu étudier non seulement le fonctionnement des AGP, mais également leur régulation au cours de la reproduction», explique Ana Marta Pereira. «C’est un sujet qui n’avait jamais été abordé auparavant.» Ces informations aideront également les scientifiques à mieux comprendre le fonctionnement des AGP dans d’autres processus de développement des plantes. «Mieux connaitre les processus moléculaires fondamentaux qui régulent la reproduction des végétaux est essentiel si nous voulons accroître la productivité des cultures et obtenir une production de semences de haute qualité», explique encore Ana Marta Pereira. «Nous avons montré que cela peut être fait de manière durable grâce au génie agricole, et cela nous aidera à mieux utiliser les terres arables.»
