Les chercheurs utilisent la lumière synchrotron pour littéralement décoller les parois cellulaires de l’oignon afin d’aider les plantes à mieux résister au stress causé par le changement climatique et les maladies.
« Nous savons qu'il y a eu beaucoup de sécheresse dans les Prairies et que les moyens de subsistance des gens sont en jeu », a déclaré Ariana Forand, étudiante à la maîtrise au Collège d'agriculture et de bioressources de l'Université de la Saskatchewan (USask). « Ce serait étonnant de trouver des modifications qui permettraient aux plantes de résister à de multiples stress. »
Forand a dirigé un projet qui a exploré le rôle bénéfique du calcium et du bore dans le renforcement des parois cellulaires végétales, contribuant ainsi à réduire la déshydratation liée au gel et à la sécheresse et à accroître la résistance aux Pathogènes.
Il s’est avéré que la plante idéale pour tester la théorie était l’oignon.
L'équipe a analysé des échantillons d'oignons et collecté des données à l'Advanced Photon Source (APS) dans l'Illinois, grâce au partenariat de l'installation avec la Canadian Light Source (CLS) de l'Université de la Saskatchewan.
"Ce projet s'appuie vraiment sur le travail d'un ancien étudiant à la maîtrise de l'USask, Jun Liu, qui a travaillé sur le stress dû au gel", a déclaré Forand, "et nous savons qu'en cas de sécheresse et de froid, les plantes perdent de l'eau de la même manière."
Les oignons sont de bonnes plantes à utiliser « parce que vous pouvez facilement décoller une seule couche de cellules et voir les changements dans la paroi cellulaire », une structure végétale essentielle pour se protéger contre les stress de toutes sortes.
Une caractéristique unique de cette recherche, dont les résultats ont été publié dans la revue Plantes, c'est qu'il a examiné plusieurs stress à la fois : la déshydratation des oignons gallois et des oignons à cuire, et la résistance aux agents pathogènes chez Arabidopsis, une petite mauvaise herbe à fleurs originaire d'Afrique.
Après avoir ajouté du calcium mélangé à de l'eau aux oignons cultivés en serre, Forand a utilisé la microscopie à rayons X synchrotron pour confirmer non seulement que les plantes avaient absorbé le calcium, mais aussi qu'il était localisé dans la paroi cellulaire.
Des tests supplémentaires dans des conditions sèches ont montré une réduction de la perte d'eau dans les plantes traitées. De même, on sait que le bore se lie à la pectine dans les parois cellulaires d’Arabidopsis, renforçant ainsi sa résistance aux maladies introduites.
"Nous cherchions des moyens de renforcer structurellement les parois cellulaires", a déclaré Forand. Confirmer que le calcium et le bore réduisent l’impact de la perte d’humidité et des maladies ouvre la porte à la recherche d’un effet similaire sur d’autres plantes.
Le Dr Karen Tanino, professeur de sciences végétales à l'USask et superviseur de Forand, a déclaré qu'au cours d'une année donnée, « un stress pourrait être plus répandu qu'un autre – vous ne pouvez tout simplement pas vraiment prédire ce qu'il sera. Cette recherche présente une opportunité de protéger les plantes contre les variations de stress d’une année à l’autre.
Forand et Tanino estiment que l'expansion de leurs recherches présente des opportunités de renforcer la résistance à la perte d'humidité et aux maladies dans les grandes cultures et dans l'industrie horticole.
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