Une équipe de l’Université de Genève a découvert les mécanismes par lesquels une graine décide de rester en « hibernation » ou déclenche sa germination en fonction de la température extérieure, a annoncé la fondation dans communiqué de presse.
La germination est une étape cruciale dans la vie d’une plante car elle va quitter le stade graine résistante à de nombreuses contraintes environnementales (conditions climatiques, absence de nutriments, etc.) pour devenir une plantule plus vulnérable. La survie de la jeune plante dépend du moment de cette transition. Il est donc nécessaire que cette étape soit soigneusement contrôlée.
Une équipe suisse, dirigée par des scientifiques de l’UNIGE, a découvert un thermomètre interne aux graines qui peut retarder ou empêcher la germination si les températures sont trop élevées pour les futurs semis. ce un travail Il peut aider à améliorer la croissance des plantes dans le contexte du réchauffement climatique.
Comment poussent les graines ?
Les graines nouvellement formées sont dormantes : elles sont incapables de germer. Après quelques jours (ou même des mois, selon les espèces), les graines s’éveillent et acquièrent la capacité de germer pendant la bonne saison pour que les semis poussent et produisent de nouvelles graines. Cependant, les graines non dormantes peuvent toujours décider de leur sort. Par exemple, des graines non dormantes exposées soudainement à des températures très élevées (>28 °C) peuvent empêcher la germination. Le mécanisme de suppression par la température (amortissement thermique) permet une régulation très précise. Une différence de seulement 1 à 2 °C peut retarder la germination de la formation de graines et ainsi augmenter les chances de survie future des semis.
Protéine majeure : phytochrome b
Le groupe Luis Lopez-Molina, professeur au Département des sciences du végétal, Faculté des sciences de l’UNIGE, s’intéresse à l’observation de la germination dans Arabidopsis thaliana, une espèce végétale appartenant à la famille Brassica et utilisée comme modèle dans de nombreux projets de recherche. Pour comprendre les mécanismes de détection qui permettent aux graines d’induire une inhibition de la chaleur, les scientifiques ont exploré le déroulement de phénomènes déjà décrits assez similaires chez les jeunes plantes, c’est-à-dire à un stade de développement plus avancé.
En effet, les semis sont également conscients des changements de température : une légère augmentation de la température favorise la croissance des tiges. Cette adaptation est similaire à celle observée lorsqu’une plante se trouve à l’ombre d’une autre : elle s’allonge pour échapper à l’ombre afin de s’exposer à un ensoleillement plus favorable à la photosynthèse. Ces différences sont détectées par une protéine sensible à la lumière et à la température, le phytochrome b, qui agit normalement comme un frein à la croissance des plantes. Une augmentation de 1 à 2°C aide à inactiver le phytochrome b, le rendant moins efficace pour empêcher la croissance.
thermomètre interne
Pour comprendre si le phytochrome b joue également un rôle dans la thermorégulation lors de la germination, les auteurs ont disséqué les graines pour séparer les tissus à l’intérieur de la graine : l’embryon (qui donnera naissance à la jeune plante) et l’endosperme (le tissu nourricier qui contrôle également la germination ). Arabidopsis graine). Contrairement aux embryons implantés au contact de l’endosperme, les chercheurs ont découvert que les embryons privés d’endosperme ne peuvent pas arrêter leur croissance sous des températures très élevées, ce qui entraîne leur mort.
»Nous avons constaté que l’inhibition thermique dans Arabidopsis Ursula Peskorevich, chercheuse au Département des sciences végétales de la Faculté des sciences de l’UNIGE et première auteure de l’étude, explique que l’embryon n’est pas contrôlé de manière indépendante par l’endosperme, révélant une nouvelle fonction essentielle pour ce tissu. « En d’autres termes, en l’absence d’endosperme, l’embryon à l’intérieur de la graine ne réalisera pas que les températures sont trop élevées et commencera à germer, ce qui peut être fatal. »
Une meilleure compréhension des déclencheurs et des retards est nécessaire
L’inhibition thermique de la germination est un nouvel exemple de l’influence des changements climatiques sur certains phénomènes cycliques de la vie végétale (germination, floraison…). « Ce trait devrait avoir un effet sur la distribution des espèces et la culture des plantes et cet effet sera plus important à mesure que les températures augmentent dans le monde », déclare Luis López Molina, l’auteur final de l’étude. Une meilleure compréhension de la façon dont la lumière et la température stimulent ou retardent la germination des graines peut en fait aider à améliorer la croissance des plantes exposées à un large éventail de conditions climatiques.
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