La mémoire épigénétique aide les plantes à s’adapter au changement climatique

Nous ne pensons généralement pas que les plantes sont intelligentes. Mais ils peuvent apprendre, communiquer, se souvenir et même prendre des décisions en fonction des stimuli. Cette capacité leur permet de modifier leur comportement pour tirer parti de leur condition physique générale, ce qui est particulièrement utile face à des défis environnementaux défavorables tels que la sécheresse ou des changements de température extrêmes.

Bien que les plantes soient aussi aptes que les animaux à réagir à leur environnement, elles n’ont pas la capacité cognitive qui fonctionne à travers les structures et les mécanismes neuronaux. Au lieu de cela, «l’intelligence» des plantes repose sur des réseaux cellulaires, moléculaires et biochimiques. Les chercheurs appellent cette mémoire somatique, et elle peut être transmise aux futures générations de plantes via Épigénétique.

Dans un article d’évaluation publié dans Tendances en sciences végétales, P. Gallusci et al. Il a expliqué en détail les mécanismes moléculaires épigénétiques qui sous-tendent l’intelligence des plantes et comment elles peuvent s’adapter aux contraintes du changement climatique et, remarquablement, transmettre leurs connaissances acquises à la progéniture.

« Un jour, j’ai pensé à la façon dont le mode de vie et l’expérience d’une personne pourraient affecter les gamètes qui transmettent les signes moléculaires de leur vie à leur progéniture », a déclaré l’auteur principal et généticien des plantes Federico Martinelli de l’Université de Florence. « J’ai immédiatement pensé que davantage de marques épigénétiques devaient être transmises aux plantes, car les plantes sont des organismes sessiles qui sont exposés à beaucoup plus de pressions environnementales que les animaux au cours de leur vie. »

Les marques épigénétiques sont des modifications chimiques qui se lient à l’ADN, régulant l’activation ou l’extinction de gènes spécifiques. Contrairement aux mutations génétiques permanentes, les modifications épigénétiques n’altèrent pas le code génétique sous-jacent et sont réversibles. Au lieu de cela, ils contribuent aux changements dans Phénotype En influençant la façon dont les gènes sont exprimés ou lus dans la cellule. Les stimuli environnementaux peuvent déclencher des changements génétiques et héréditaires. Par conséquent, il est facile de voir comment l’environnement affecte la génétique.

Dans des articles de blog précédents, nous avons discuté de la façon dont les plantes utilisent l’épigénétique pour se souvenir des réponses passées au stress thermique, leur permettant de s’autoréguler pendant les épisodes de chaleur extrême. Nous rapportons également comment les modèles végétaux expérimentaux de vinaigre possèdent une modification génétique naturelle associée à une tolérance accrue à la sécheresse.

Les plantes sont une partie essentielle de notre écosystème et doivent s’adapter à leur environnement par nécessité. Cependant, les plantes sont également très délicates et nécessitent des conditions spécifiques, telles que la bonne quantité d’ensoleillement, la température et les précipitations pour prospérer. Même le moindre changement dans ces éléments peut affecter leur capacité à se reproduire et à survivre en tant qu’espèce.

Comme l’affirme Martinelli, « De nombreuses plantes ont besoin d’une période minimale de froid pour configurer leur horloge environnementale afin de déterminer quand elles fleurissent. À mesure que les saisons froides raccourcissent, les plantes se sont adaptées pour exiger moins de froid pour retarder la floraison. Ces mécanismes permettent aux plantes d’éviter la floraison pendant les périodes quand ils ont moins de chances de se reproduire. » .

L’article met en lumière des gènes, des protéines et des oligonucléotides essentiels (ou courtes molécules d’ADN/ARN) précédemment étudiés pour leur rôle dans la mémoire de stress des plantes. Les auteurs présentent également plusieurs exemples démontrant l’existence de mécanismes épigénétiques qui contribuent à réguler la mémoire des plantes en réponse à des stress environnementaux et influencent l’adaptation de la progéniture à ces stress.

Martinelli Lui et ses collègues attendent avec impatience d’autres études potentielles pour mieux comprendre les informations épigénétiques héritées de la prochaine génération. Ils pensent que la contribution de différents types de machines épigénétiques, telles que la méthylation de l’ADN, le remodelage de la chromatine et la régulation médiée par l’ARN, à la perception, au stockage, à la préparation et à la transmission des données doit être clarifiée.

« Nous sommes particulièrement intéressés par le décodage de l’alphabet épigénétique sous-jacent à toutes les modifications du matériel génétique causées par l’environnement, sans changement dans la séquence d’ADN », explique Martinelli. « Ceci est particulièrement important lorsque nous considérons le changement climatique rapide auquel nous assistons aujourd’hui, chaque être vivant, y compris les plantes, doit s’adapter rapidement pour survivre. »

source: P. Gallusci et al. Au plus profond des mémoires épigénétiques des plantes stressées. Tendances en sciences végétales2022, 10.1016.

référence: Cliquez sur la cellule. Les plantes utilisent leurs mémoires épigénétiques pour s’adapter au changement climatique. informé quotidiennement. 17 novembre 2022.