La résilience de la nature pour des cultures résistantes à la sécheresse
Les plantes reviviscentes telles que Haberlea rhodopensis et Xerophyta viscosa possèdent l’extraordinaire capacité de survivre à une déshydratation extrême de leurs tissus végétatifs. Elles peuvent perdre jusqu’à 95 % de leur teneur en eau et, après réhydratation, retrouver des fonctions physiologiques normales. Cela en fait des sujets idéaux pour l’étude du développement de cultures qui survivent aux sécheresses.
La génomique pour faire avancer l’agriculture
Le projet RESIST(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), mené avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), s’est appuyé sur des approches omiques avancées, notamment la génomique, la transcriptomique et la métabolomique pour disséquer les fondements moléculaires et génétiques de la résilience de ces plantes. «Nous voulions drastiquement augmenter les données disponibles sur les plantes reviviscentes», explique Veselin Petrov, responsable du financement au Center of Plant Systems Biology and Biotechnology(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CPSBB) en Bulgarie. «Nous avons séquencé les génomes d’une espèce endémique de Bulgarie et de trois espèces endémiques d’Afrique du Sud, générant de vastes quantités de données pour l’analyse des mégadonnées, la transcriptomique, la métabolomique et bien plus encore.» En identifiant les gènes et les voies qui contribuent à la survie et à l’adaptation des plantes aux conditions de sécheresse, les chercheurs entendaient transférer ces caractéristiques aux cultures commerciales. «Le domaine en est encore à ses balbutiements, mais en combinant des approches complémentaires, nous ouvrons la porte à de futures applications dans la sélection des cultures», explique Veselin Petrov. Coordonné par le CPSBB en Bulgarie, RESIST a réuni des institutions renommées, dont l’institut Max Planck de physiologie moléculaire des plantes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Allemagne, l’université Ben Gourion du Néguev(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Israël et l’université du Cap(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Afrique du Sud. Cette collaboration internationale a facilité une exploration exhaustive de la résilience des plantes, tandis que 33 chercheurs ont participé à ses détachements.
Du laboratoire au terrain
L’une des principales réalisations du projet a été l’utilisation de l’amorçage moléculaire, un processus qui consiste à traiter les cultures avec des substances bioactives afin de renforcer leur tolérance au stress. «Nous avons utilisé un extrait préparé à partir d’algues de l’océan Atlantique pour améliorer les performances des cultures dans des conditions de sécheresse», ajoute Veselin Petrov. «Les résultats sont très prometteurs. Dans le cadre de nos essais sur les cultures de baies, nous avons non seulement augmenté le rendement, mais également réduit la tache solaire, une affection qui affecte la qualité marchande des framboises.» Les connaissances acquises grâce aux plantes reviviscentes devraient également révolutionner l’agriculture. En intégrant des caractéristiques de tolérance à la sécheresse dans les cultures vivrières, les agriculteurs peuvent cultiver des variétés qui maintiennent leurs rendements sous des conditions de pénurie d’eau. Qui plus est, l’amélioration de la résistance des cultures contribue à des pratiques agricoles durables. Les cultures tolérantes à la sécheresse demandent moins d’irrigation, ce qui permet de préserver les ressources en eau et de réduire l’empreinte environnementale de l’agriculture. Cette démarche s’inscrit dans le cadre des efforts de promotion des systèmes de production alimentaire durables déployés à l’échelle mondiale. RESIST a déjà franchi d’importantes étapes, notamment le séquençage et l’annotation de trois génomes (Haberlea rhodopensis, Xerophyta elegans et Xerophyta humilis). Il a également identifié quatorze gènes candidats liés à la tolérance à la dessiccation et à d’autres stress extrêmes chez H. rhodopensis, et leur analyse fonctionnelle est en cours. D’autres études portant sur neuf cultures (orge, tomate, poivron, aubergine, pomme de terre, laitue, framboise, myrtille et oignon) ont démontré une meilleure résistance au stress et de meilleurs rendements grâce à l’approche d’amorçage moléculaire.
L’avenir de l’agriculture
Alors que le changement climatique met la productivité agricole en péril, RESIST pourrait apporter des solutions concrètes. En exploitant la résilience naturelle des plantes reviviscentes, le projet pourrait contribuer à développer des cultures capables de prospérer sous des conditions de stress environnemental. Cela permettra non seulement d’assurer l’approvisionnement alimentaire de l’Europe, mais également de promouvoir des pratiques agricoles durables, garantissant ainsi un avenir résilient à l’agriculture mondiale. RESIST a également inspiré d’autres recherches. «Forts du succès du projet, nous participons à deux nouveaux projets financés par l’UE, CropPrime et BOOSTER, qui concentrent leurs efforts sur l’amélioration de la résilience des plantes et l’optimisation des biostimulants pour la tolérance à la sécheresse», explique Veselin Petrov. «Nous avons accompli les premiers pas, mais le travail est loin d’être terminé.»
Mots‑clés
RESIST, plantes reviviscentes, résilience des plantes, tolérance à la sécheresse, tolérance à la dessiccation, génomique
