Un gène important permet aux plantes de s'adapter aux variations du climat
Par le biais d'expériences génétique, un groupe de chercheurs du Royaume-Uni a découvert la manière dont les plantes contrôlaient leur développement par leurs réponses au changement de température. L'équipe de recherche, financé par le Conseil européen de la recherche (CER) et le Centre John Innes, ont étudié les gènes du modèle végétal Arabidopsis afin de savoir lesquels régulaient la réponse à la température et comment ils pouvaient être adaptés à l'élévation des températures suite au réchauffement planétaire. La recherche, publiée dans la revue Cell, fait état d'un gène «thermomètre» que les plantes utilisent pour contrôler leur croissance et leur développement. Cette découverte pourrait mener à de nouvelles méthodes de sélection des plantes, davantage résistantes à l'évolution du climat. Le changement climatique affecte le cycle de croissance de nombreuses plantes, entraînant une redistribution des espèces dans le monde entier mais également des changements inquiétants dans leurs modes habituels de croissance et de floraison. Les plantes sont extrêmement sensibles aux températures, qui contrôlent leurs cycles de croissance, de floraison et de fructification. Elles peuvent réagir à des différences de température de l'ordre d'un degré Celsius, et sont soumises au fil de l'année, du printemps à l'hiver et du jour à la nuit, à des températures très variables et même extrêmes. Pour déterminer le moment opportun pour pousser ou s'il vaut mieux préserver leurs réserves, les plantes contrôlent leur croissance en fonction de la température ambiante. Jusqu'à présent, nous ignorions les mécanismes qui régissent ce phénomène. Mais une équipe de chercheurs du Centre John Innes du Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) au Royaume-Uni, est parvenue à percer le mystère et à comprendre la capacité des plantes à contrôler leur croissance: Elles sont dotées d'un «thermomètre» qui leur permet de réguler leur croissance. Les chercheurs ont étudié tous les gènes d'une variété d'Arabidopsis (une crucifère) afin de découvrir lesquels étaient activés par des températures plus élevées. Ils ont ensuite relié l'un de ces gènes à un gène de luminescence prélevé sur une autre plante dans le but d'obtenir des plantes qui émettent de la lumière lorsque la température augmente. Le but était de rechercher des plantes mutantes incapables de détecter les fluctuations de température. L'une de ces plantes mutantes a perdu la capacité de détecter correctement la température, et émettait de la lumière même lorsqu'il faisait froid. «C'est très impressionnant d'observer ces plantes», explique le Dr Vinod Kumar, un membre de l'équipe. «Comme les plantes ordinaires, elles poussent à des températures élevées. Par contre, elles continuent à pousser, même quand nous diminuons la température.» La mutation chez ces plantes affecte le fonctionnement d'un variant d'une protéine histone. Les histones sont des protéines structurelles des chromosomes qui lient l'ADN, leur donnent leur forme et participent au contrôle du déclenchement des gènes. Lorsque cette histone particulière n'est plus intégrée à l'ADN, la plante exprime tous ses gènes comme si la température était élevée, même si ce n'est pas le cas. Ainsi, l'équipe de recherche a pu démontrer que l'histone joue effectivement le rôle de «thermostat végétal». Ce variant d'histone contrôle un gène qui a permis aux plantes de s'adapter aux fluctuations du climat en accélérant leur cycle de floraison. Les résultats de cette recherche permettront aux chercheurs de prévoir quelles plantes s'adapteront et réagiront aux prochains changements de température. «Nous serons probablement en mesure d'utiliser ces gènes pour modifier la façon dont les cultures détectent la température», explique le Dr Wigge. «Ainsi, nous pourrons peut-être sélectionner des plantes résistant au changement climatique.»
Pays
Royaume-Uni