Une étude sur les mécanismes de détection des nutriments chez les végétaux
Une équipe internationale de scientifiques vient de révéler les mécanismes par lesquels les végétaux modifient leur structure radiculaire pour avoir un accès optimal aux nutriments dans le sol. L'étude, publiée dans la revue Developmental Cell, était partiellement soutenue par l'UE. L'auteur Eva Benkova de l'institut flamand de biotechnologie (VIB) en Belgique a reçu une subvention de démarrage du Conseil européen de la recherche (CER) de 1,3 million d'euros pour son projet HCPO («Hormonal cross-talk in plant organogenesis»). Les végétaux puisent la plupart de l'azote dont ils ont besoin sous forme de nitrate dans le sol. Cependant, les taux de nitrate dans le sol varient énormément, aussi lorsque les racines des végétaux découvrent une parcelle de terre riche en nitrate, ces derniers provoquent la formation de racines latérales. De cette manière, la plante s'assure que ces systèmes radiculaires soient plus denses dans les zones riches en nutriments du sol. En plus de fournir aux plantes l'azote dont elles ont besoin, le nitrate agit en tant que molécule de signalisation importante pour la plante et joue un rôle primordial dans le métabolisme et la croissance des plantes. De plus, la signalisation du nitrate est particulièrement importante dans le développement des racines latérales. Des recherches antérieures avaient montré qu'un transporteur de nitrate baptisé NRT1.1 est responsable de l'absorption du nitrate du sol et contribue également à la détection et à la signalisation du nitrate. Dans cette étude menée par le Dr Alain Gojon du département Biochimie et physiologie moléculaire des plantes à Montpellier, en France, les chercheurs se sont penchés sur le rôle de NRT1.1 dans la croissance des racines latérales chez Arabidopsis thaliana (l'arabette des dames). À sa grande surprise, l'équipe a découvert un lien entre la NRT1.1 et l'auxine, l'hormone responsable de la croissance des cellules chez les plantes, qui contribue entre autres énormément au développement des racines. Les recherches ont révélé qu'en plus de transporter du nitrate, NRT1.1 facilite également le transport de l'auxine. Lorsque les concentrations en nitrate sont faibles, NRT1.1 bloque l'accumulation d'auxine dans la pointe des racines latérales. «Ceci réprime la croissance [des racines latérales]», expliquent les chercheurs. En revanche, lorsque les taux de nitrate sont élevés, NRT1.1 permet à l'auxine de s'accumuler dans les pointes des racines latérales, favorisant ainsi la croissance des racines latérales. Ces résultats illustrent la façon dont les taux de nitrate influencent l'accumulation d'auxine dans les racines latérales. «Nous pensons que NRT1.1 réprime la croissance des racines latérales si les taux de nitrate sont faibles en favorisant le transport de l'auxine des pointes des racines latérales vers la base de la racine. Ainsi, la forte disponibilité en nitrate stimule la croissance des racines latérales en inhibant le transport de l'auxine dépendant de NRT1.1 et en permettant à l'auxine de s'accumuler dans les pointes des racines», concluait le Dr. Gojon. «Il s'agit d'un mécanisme qui met en relation le nutriment et la signalisation hormonale pendant le développement des organes.» Outre les chercheurs de Montpellier et du VIB, des scientifiques de l'Institut de botanique expérimentale de l'Académie des sciences de République tchèque et de l'Umeå Plant Science Centre de l'université suédoise des sciences agricoles participaient également à l'étude.
Pays
Belgique, Tchéquie, France, Suède